¿Cómo funciona un diodo emisor de luz?

La luz es una forma de energía que puede ser liberada por un átomo. Esta compuesta de muchas minúsculas partículas como si fueran paquetes, que tienen energía pero no tiene masa. Estas partículas, llamados fotones, son las unidades más básicas de luz. Los fotones son liberados como resultado del movimiento de los electrones. En un átomo, los electrones se mueven en órbitas alrededor del núcleo. Los electrones en diferentes órbitas tienen diferentes cantidades de energía. Hablando de una forma general, los electrones con mayor cantidad de energía, se mueven más lejos de núcleo.

Para que un electrón pueda saltar de una orbita baja a órbita alta, algo debe liberar su energía. Por otra parte, un electrón libera energía cuando cae de una órbita alta a una baja. Esta energía es soltada en forma de un fotón. Una caída mayor produce una energía más alta en el fotón, la cual se caracteriza con una frecuencia alta. Como hemos visto en la anterior sección de este artículo, los electrones libres que se mueven por un diodo, pueden caer en agujeros vacíos desde la capa de tipo P. Esto conlleva una caída a una órbita inferior, por lo que los electrones liberan energía en forma de fotones. Esto ocurre en cualquier diodo, pero solo puedes ver los fotones cuando el diodo está compuesto de cierto material.

Por ejemplo, los átomos en un diodo de silicona estándar, están organizados de tal manera que los electrones caen a una distancia relativamente corta. Como resultado, la frecuencia de los fotones es tan baja, que es invisible al ojo humano – es una porción infrarroja del espectro de la luz. Esto no es necesariamente algo malo, ya que los LEDs infrarrojos son ideales para los controles remotos, entre otras cosas.

Los VLEDs, que son diodos emisores de luz visibles, como por ejemplo los que iluminan los números en un reloj digital, están hechos de materiales caracterizados por un mayor espacio entre las órbitas altas y las órbitas bajas. El tamaño de este espacio determina la frecuencia del fotón, o en otras palabras, determina el color de la luz.

Ventajas de los LED

Mientras que todos los diodos liberan luz, muchos no lo hacen de forma efectiva. En un diodo ordinario, el material semiconductor por su mismo, acaba absorbiendo mucha energía lumínica. Los LEDs están especialmente construidos para liberar un gran número de fotones al exterior. Adicionalmente, están localizados en un envoltorio de plástico que concentra la luz en una dirección particular. Los LEDs tienen varias ventajas sobre lámparas incandescentes convencionales. Por un lado, no tienen filamentos que se pueden quemar, por lo que pueden durar más. Además, los pequeños envoltorios de plástico los hacen más duraderos, y caben más fácilmente en modernos circuitos electrónicos.

La mayor ventaja es sin duda la efectividad. En lámparas convencionales, el proceso de producción de luz genera mucho calor (al tener que calentarse el filamento). Esta energía es malgastada, a no ser que esté utilizando la lámpara como un calentador, por que una gran porción de la electricidad disponible no se está utilizando para producir luz visible. Los LEDs generan poco calor, relativamente hablando. Una proporción mayor de la energía eléctrica es dirigida a generar luz, lo cual acorta la demanda de electricidad considerablemente.

Hasta hace algún tiempo, los LEDs eran demasiado caros para ser usados en muchas aplicaciones de iluminación porque están construidos sobre materiales semiconductores avanzados. El precio de los dispositivos semiconductores ha caído en la última década, y los LEDS son la opción de iluminación más viable para un amplio rango de situaciones. Aunque puedan ser algo más caros que algunas luces de incandescencia, su coste es más bajo a largo plazo las hace más interesantes y efectivas. En el futuro, jugarán un papel mucho más importante en el mundo de la tecnología.

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