Presentación Diodo LED

Universidad Politécnica de
VictoriaElectrónica Analógica
Unidad 1.- Diodos semiconductores
Tema: Diodo LED (Diodo Emisor de Luz)
Dr. Carlos Adrián Calles Arriaga
Integrantes :
Luis Humberto Alanis Ortega

Jorge Alejandro Cruz Ornelas
Jesus Alberto Perez Rincón
Sergio Ramses Puente Cedillo
⚫Desarrollo
⚫Oleg Vladimírovich Lósev (1903-1942) desarrolló el primer led en
1927.
⚫Invención
⚫Nick Holonyak inventó el led en 1962 mientras trabajaba como
científico asesor en un laboratorio de General Electric en Syracuse
(Nueva York).
⚫Años sesenta
Historia ⚫En los años sesenta el led se comenzó a producir industrialmente.

Solo se podían construir de color rojo, verde y amarillo, con poca
intensidad de luz y se limitaba su utilización a mandos a distancia
(controles remotos) y electrodomésticos, como indicadores para
señalar el encendido y apagado.
⚫Años noventa
⚫Se comenzaron a producir:
⚫ LED’s ultravioletas y azules

⚫ LED’s blancos
⚫ LED’s RGB
⚫La utilización creciente de pantallas digitales en calculadoras,
relojes y en toda forma de instrumentación ha contribuido al
amplio interés en estructuras que puedan emitir luz cuando se
polarizan de forma apropiada. Las formas de que comúnmente
se utilizan en la actualidad para realizar dicha función son los
diodos emisores de luz (LED del ingles: Light Emitting Diode)
y la pantalla de cristal liquido (LCD del ingles: Liquid Cristal
Display).
Introducción
Este dispositivo se
encuentra en la familia
de diodos de tipo P-N.
Los diodos LEDs son

considerados
dispositivos o
elementos SSL (Solid
State Lighting –
Iluminación de estado
sólido) y como
cualquier otro tipo de
semiconductor poseen
también una
construcción sólida o
robusta.
⚫La estructura del chip de los diodos LED, al contrario de lo
que ocurre con los diodos comunes, no emplea cristales de
silicio (Si) como elemento semiconductor, sino una
combinación de otros tipos de materiales, igualmente
semiconductores, pero que poseen la propiedad de emitir
fotones de luz de diferentes colores cuando lo recorre una
corriente eléctrica.
Funcionamiento ⚫En el diodo LED se unen también dos regiones “N” y “P”, como
si de un diodo común se tratara.
del Diodo LED
⚫Cuando aplicamos a los extremos del LED una tensión o
voltaje que permita polarizarlo directamente, los electrones
provenientes de la fuente de suministro de corriente directa
(C.D.) comienzan a fluir a través del diodo.
⚫Bajo esas condiciones, cada vez que un electrón en exceso
con carga negativa (–) presente en la región “N” adquiere la
Funcionamient suficiente energía como para poder vencer la resistencia que
le ofrece la barrera de potencial, la atraviesa y se combina con
o del Diodo un hueco positivo en exceso en la región “P”.
LED
⚫En el mismo instante que ocurre esa combinación, la energía
en exceso que adquirió dicho electrón para poder atravesar la
barrera de potencial, se transforma en energía
electromagnética, que libera, en ese preciso momento, en
forma de fotón de luz.
Funcionamient
o del Diodo
LED
⚫El color de la luz emitida por los fotones de un LED en

particular se corresponde con una determinada frecuencia del
espectro electromagnético visible al ojo humano.
⚫La luz y color correspondiente a la energía que libera el
electrón cuando eso ocurre, puede que sea visible o no al ojo
humano, cuestion que depende de la composición química de
los materiales semiconductores que se han utilizado para
fabricar el diodo.
Funcionamient
o del Diodo
LED
⚫Sin embargo, existen LEDs cuya luz no es visible, como
ocurre con los materiales que emiten fotones de rayos
infrarrojos “IR” y ultravioletas “UV”. En cualquier caso, la luz y
color de un determinado LED depende de la composición
química de los materiales semiconductores utilizados en la
fabricación del chip.
⚫Un diodo LED común se compone de las siguientes
partes:
⚫1.- Extremo superior abovedado de la cápsula de resina
epoxi. La existencia de esta lente permite concentrar el
haz de luz que emite el chip y proyectarlo en una sola
dirección.
⚫2.- Cápsula de resina epoxi protectora del chip.
⚫3.- Chip o diodo semiconductor emisor de luz.
Estructura ⚫4.- Copa reflectora. En el interior de esta copa se aloja el
interna de un
chip emisor de luz.
⚫5.- Base redonda de la cápsula de resina epoxi. Esta base
diodo LED posee una marca plana situada junto a uno de los dos
alambres de conexión del LED al circuito externo, que
sirve para identificar el terminal negativo (–)
común. correspondiente al cátodo del chip.
⚫6.- Alambre terminal negativo (–) de conexión a un
circuito eléctrico. En un LED nuevo este terminal se
identifica a simple vista, porque siempre es más corto que
el terminal positivo.
⚫7.- Alambre terminal positivo (+) correspondiente al
ánodo del chip del diodo.
⚫8.- Alambre muy delgado de oro, conectado internamente
con el terminal positivo (+) y con el ánodo del chip.
⚫En esta ilustración el chip se compone de nitruro de galio
(GaN) como elemento semiconductor. Aquí la corriente de
electrones “I” que parte del polo negativo (–) de la batería “B”,
penetra en el diodo LED por el cátodo (negativo),
correspondiente a la región “N”. Cuando a este chip se le
aplica un voltaje adecuado que lo polarice de forma directa,
los electrones adquieren la energía extra necesaria que les
Estructura permite circular y atravesar las dos regiones que lo
componen.
interna de un
diodo LED
común.
⚫Para obtener directamente luz de diferentes colores, los diodos LED
se fabrican con una gran variedad de combinaciones de materiales
semiconductores como son, por ejemplo: arseniuro de galio (GaAs),
arseniuro de galio y aluminio (GaAlAs), fosfuro de galio (GaP), fosfuro
de galio y arsénico (GaAsP), nitruro de galio e indio (GaInN) y otras
combinaciones más.
Estructura ⚫ Un diodo LED emisor de luz roja, por ejemplo, emplea un chip
compuesto por arseniuro de galio y aluminio (GaAlAs), mientras que
interna de un para emitir luz azul utiliza un chip de nitruro de galio (GaN).
diodo LED
común.
Compuestos
empleados
en la
construcción
de LED’s
⚫Los LEDs operan en un amplio rango de temperaturas y por
supuesto, ofrecen características mejoradas a bajas
temperaturas. Esto es, a menor temperatura existe una
agitación térmica menor (o nula en el mejor de los casos) que
impide los “saltos” indeseados de electrones de una región a
otra.
Calculo de ⚫Un circuito de conducción LED sólo necesita una resistencia
Resistencia. de limitación de corriente y su representación gráfica es la
misma que la de un diodo convencional.
⚫Para los clásicos LEDs de 3, 5 y 10 milímetros (de cualquier
color) la corriente óptima de funcionamiento se ubica
alrededor de los 15 mili amperes. Por el contrario, para un
opto acoplador del tipo PC817 bastará con sólo 5 mili
amperes para energizar su LED a pleno, mientras que, en
Corriente (I) otras aplicaciones de alta luminosidad (alta potencia)
encontrarás LEDs que necesitan más de 1000 mili amperes
optima para su para funcionar correctamente
funcionamient
o
Longitud de
Ondas
⚫En el mercado existe una enorme variedad de diodos emisores
de luz que abarcan todas las longitudes de onda del espectro
luminoso, de dos y tres colores (RGB) además de una
variedad de potencia muy amplia, hasta llegar a elementos
láser de elevado poder.
Variedad de
Diodos LED’s
Referencias ⚫http://www.asifunciona.com/fisica/af_leds/af_leds_1.htm
⚫R. Boylestad, “Electrónica de teoría de circuitos y dispositivos
Bibliográficas electrónicos”, Editorial Prentice Hall, 8va edición.
.
GRACIAS POR SU
ATENCION.

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