La tecnología LED

La función física del LED

Como un diodo normal, el diodo luminoso consiste en un chip de material semiconductor impregnado, o dopado, con impurezas para crear una unión pn. Como en otros diodos, la corriente fluye fácilmente desde el lado p, o cátodo del lado n, o ánodo, pero no en la dirección inversa.

La tecnología LED

Los portadores de carga y los huecos de los electrones que quedan cubiertos por el flujo de electrones a través de la unión de los electrodos con voltajes diferentes. Cuando un electrón encuentra un agujero, cae en un nivel de energía inferior, y libera energía en forma de fotón.

La longitud de onda de la luz emitida, y por lo tanto su color, depende de la energía de banda prohibida de los materiales que forman la unión pn. En los diodos de silicio o germanio, los electrones y agujeros se recombinan por una transición no radiativa que no produce ninguna emisión óptica, porque estos son los materiales de banda prohibida indirecta. Los materiales utilizados para un diodo luminoso tienen una banda prohibida directa con las energías correspondientes a la luz cercana al infrarrojo visible o ultravioleta cercano.

El desarrollo del diodo luminoso se inició con dispositivos de infrarrojos y de color rojos hechos con arseniuro de galio. Los avances en la ciencia de los materiales, han hecho posible la producción de dispositivos cada vez con menor longitud de onda, produciendo luz en una variedad de colores.

Los diodos luminososs se construyen generalmente sobre un sustrato de tipo n, con el electrodo unido a la capa de tipo p depositado en su superficie. Muchos diodos luminosos comerciales, especialmente de GaN / InGaN, también utilizan sustrato de zafiro. Los sustratos son transparentes a la longitud de onda emitida, y están respaldados por una capa reflectante, aumentan la eficiencia del diodo de luz. El índice de refracción del material del paquete debe coincidir con el índice del semiconductor, de lo contrario la luz producida se refleja parcialmente de nuevo en el semiconductor, donde se absorbe y se convierte en calor adicional que hace disminuir la eficiencia.

La tecnología LED en iluminación

En 2007, los experimentos trataban de evitar la reflexión interna múltiple de la rugosidad del chip. De nuevo en la superficie del paquete a un medio de índice de refracción bajo como una fibra de vidrio o de aire se evita la reflexión total interna mediante el uso de un paquete en forma de esfera, con el diodo en el centro, de modo que los rayos de luz chocan contra la superficie bastante perpendicular, y se puede añadir un revestimiento antirreflectante.

El envase puede ser de plástico barato de color, pero esto es sólo por razones estéticas o para mejorar la relación de contraste, el color del envase no afecta sustancialmente al color de la luz emitida.

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