28/06/2020
La gráfica del diodo LED, aunque no se representa visualmente como una curva tradicional, se manifiesta en su comportamiento eléctrico y óptico. Comprender este comportamiento es crucial para aprovechar al máximo sus capacidades en diversas aplicaciones.
Funcionamiento Interno del Diodo LED
Un diodo LED (Diodo Emisor de Luz) es un componente semiconductor que convierte la energía eléctrica en energía lumínica mediante un proceso llamado electroluminiscencia. A diferencia de las bombillas incandescentes, la eficiencia energética de un LED es significativamente mayor, generando menos calor y más luz.
El proceso comienza cuando una corriente eléctrica fluye a través del semiconductor. Este semiconductor está formado típicamente por compuestos de galio, como el arseniuro de galio (GaAs), el fosfuro de galio (GaP) o el nitruro de galio (GaN). La corriente eléctrica está compuesta por electrones que se mueven a través de un material. Cuando estos electrones encuentran los huecos (ausencia de electrones), ocurre la recombinación, liberando energía en forma de fotones: luz.
La gráfica del diodo LED, aunque no se visualiza directamente, se refleja en la relación entre la corriente aplicada (en amperios) y la intensidad de luz emitida (en lúmenes o candelas). A mayor corriente, mayor intensidad lumínica hasta un punto límite. Superar este límite puede dañar el LED.
Características de la “Gráfica” (Comportamiento):
- Curva Característica I-V: La relación entre la corriente (I) y el voltaje (V) aplicados al diodo es no lineal. Se requiere un voltaje mínimo (voltaje de umbral) antes de que el LED comience a conducir la corriente y emitir luz. A partir de este punto, un pequeño aumento en el voltaje produce un aumento significativo en la corriente.
- Intensidad Luminosa vs. Corriente: La intensidad de la luz emitida es directamente proporcional a la corriente que pasa a través del diodo, dentro de un rango de operación seguro. Un aumento en la corriente aumenta la cantidad de recombinaciones electrón-hueco y, por lo tanto, la cantidad de fotones emitidos.
- Espectro de Emisión: La longitud de onda (y, por tanto, el color) de la luz emitida depende del material semiconductor utilizado en la fabricación del LED. Esto no se representa en una gráfica simple I-V, sino en un espectro de emisión que muestra la distribución de la intensidad de la luz en diferentes longitudes de onda.
Polaridad del Diodo LED
Un aspecto fundamental del diodo LED es su polaridad. A diferencia de un resistor, un diodo LED solo permite que la corriente fluya en una dirección. Si se conecta incorrectamente, no funcionará y podría dañarse.
El diodo LED tiene dos terminales:
- Ánodo (+): Terminal positivo. Suele ser la pata más larga.
- Cátodo (-): Terminal negativo. Suele ser la pata más corta.
Es crucial conectar el ánodo a la fuente de alimentación positiva y el cátodo a la fuente de alimentación negativa. Una conexión incorrecta impedirá que el LED se ilumine y podría provocar su daño.
Identificación de la Polaridad:
Existen varias formas de identificar la polaridad de un diodo LED :
- Longitud de las Patas: La pata más larga es generalmente el ánodo (+), mientras que la más corta es el cátodo (-).
- Borde Plano o Muesca: Algunos LEDs tienen un borde plano o una pequeña muesca en su cuerpo, indicando la posición del cátodo (-).
- Marcas de Color: En algunos casos, las marcas de color en el cuerpo del LED indican la polaridad.
Aplicaciones del Diodo LED
Los diodos LED tienen una amplia gama de aplicaciones gracias a su eficiencia, larga vida útil, tamaño compacto y bajo consumo de energía:
- Iluminación: Iluminación residencial, comercial, industrial, vehicular y de exteriores.
- Pantallas: Televisores, monitores, pantallas de teléfonos inteligentes y otros dispositivos electrónicos.
- Señalización: Luces de tráfico, semáforos, señales de advertencia.
- Sensores: Detección de luz y color.
- Comunicaciones ópticas: Transmisión de datos a través de fibra óptica.
- Iluminación de vehículos: Faros, luces traseras, luces interiores.
Tabla Comparativa de Diodos LED
| Característica | LED de Bajo Brillo | LED de Alto Brillo | LED de Alta Potencia |
|---|---|---|---|
| Intensidad Luminosa | Baja | Media-Alta | Alta |
| Consumo de Energía | Bajo | Medio | Alto |
| Aplicaciones Típicas | Indicadores, luces de fondo | Iluminación general, pantallas | Iluminación profesional, faros |
| Vida Útil | Larga | Larga | Larga |
Consultas Habituales sobre la Gráfica del Diodo LED (comportamiento)
A continuación, se responden algunas consultas habituales sobre la gráfica implícita del comportamiento del diodo LED:
- ¿Cuál es el voltaje de umbral de un LED? Varía según el tipo de LED, pero generalmente está entre 8V y 3V.
- ¿Qué sucede si se aplica un voltaje excesivo a un LED? Se puede dañar o incluso destruir.
- ¿Cómo se puede controlar la intensidad de la luz de un LED? Ajustando la corriente que fluye a través del mismo, mediante resistencias o circuitos de control.
- ¿Cuál es la vida útil típica de un LED? Puede variar según el tipo y las condiciones de uso, pero generalmente se extienden por decenas de miles de horas.
La comprensión del funcionamiento interno y las características del diodo LED, aunque no se representen mediante una gráfica tradicional, es esencial para su correcta aplicación en diferentes proyectos. La consideración de la polaridad y el manejo adecuado de la corriente son factores críticos para asegurar la longevidad y el rendimiento óptimo del dispositivo.