¿Qué es un LED?

La palabra LED (light-emitting diode) corresponde a las siglas en inglés del dispositivo DIODO EMISOR DE LUZ.

Samu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura recibieron durante 2014 el Premio Nobel de Física, por la “invención de los diodos emisores de luz azul [[1]], que permitieron

lograr las lámparas LED de luz blanca de larga duración.

Si bien los diodos rojos ya se habían inventado durante la década de 1950, aparecían sólo en los botones de encendido y apagado de dispositivos eléctricos, en los relojes digitales, y pantallas de calculadoras. Recién en la década de 1970 aparecieron los diodos verdes, que se usaban en las pantallas de las computadoras. Los diodos azules fueron producidos a fines de la década de 1990, y recién entonces se pudo conseguir a partir de la superposición de los tres colores, luz blanca.

La luces LED poseen numerosas ventajas comparadas con las luces incandescentes y fluorescentes: Consumen muy poca energía y producen un flujo luminoso de 300 lumen por vatio, frente a 70 lumen de las lámparas fluorescentes, y a 16 de las incandescentes tradicionales. También poseen una vida más prolongada ya que pueden permanecer encendidas por 5 años, es decir 50 veces más tiempo que que las incandescentes comunes. Producen muy poca emisión de calor, son resistentes a las vibraciones y no contienen mercurio, una ventaja en relación a los tubos fluorescentes. Tampoco crean campos magnéticos intensos que podrían generar radiación residual perjudicial. Son óptimas para paneles solares. Y poseen un tiempo de encendido muy corto, menor al milisegundo.

Dentro de un LED hay un pequeño chip semiconductor que produce la luz. Se compone de dos capas de un material cristalino que ha sido contaminado con diferentes materiales. (Ver figura).

Esta contaminación hace que una capa tenga muchos electrones con alta energía, que tienen que perder, mientras que la otra capa tiene espacios (huecos) para ser ocupados por los electrones que pierden su energía. Se dice que una capa es tipo n y la otra tipo p. La combinación se llama juntura pn. Para los electrones esta juntura funciona como una caida de agua, dándoles un pequeño impulso en ese sentido, los electrones "caen" pero no pueden volver atrás. Si se aplica voltaje de forma que la parte negativa del circuito sea una capa tipo n los electrones fluirán fácilmente entre las capas. Si se cambia el signo del voltaje el flujo se detiene. Es decir, estas capas forman un diodo, ya que el dispositivo permite el flujo de electrones en un sentido pero lo bloquea en el sentido contrario. El flujo de electrones puede viajar en un solo sentido. Los electrones que fluyen perdiendo energía, desde la juntura de mayor energía p, hacia la de menor energía n, emiten energía en forma de fotón que vemos como luz. Cuanto mayor es el ancho de la banda, mayor energía se emite, más energético es el fotón, y por lo tanto más corta es la longitud de onda de la luz emitida. Los primeros LEDS tenían un ancho de banda pequeño y por lo tanto emitían luz de menor longitud de onda que se veía como luz roja. Al variar el ancho de la banda y hacerla más ancha la longitud de onda decrece y la luz se corre a lo largo del espectro visible desde el rojo, al naranja, verde, hasta llegar al azul.