Definición: El LED es un diodo de unión PN que emite luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de él en la dirección de avance. En el LED tiene lugar la recombinación de portadores de carga. El electrón del lado N y el agujero del lado P se combinan y dan la energía en forma de calor y luz. El LED está hecho de material semiconductor que es incoloro, y la luz se irradia a través de la unión del diodo.
Los LED se utilizan ampliamente en las pantallas segmentadas y de matriz de puntos de carácter numérico y alfanumérico. Se utilizan varios LEDs para hacer el segmento de una línea mientras que para hacer el punto decimal se utiliza un solo LED.
Construcción del LED
La recombinación del portador de carga se produce en el material de tipo P, y por lo tanto el material P es la superficie del LED. Para la máxima emisión de luz, el ánodo se deposita en el borde del material tipo P. El cátodo está hecho de una película de oro, y suele colocarse en la parte inferior de la región N. Esta capa de oro del cátodo ayuda a reflejar la luz hacia la superficie.
El fosfuro de arseniuro de galio se utiliza para la fabricación de LEDs que emiten luz roja o amarilla. El LED también está disponible en color verde, amarillo ámbar y rojo.
El transistor simple puede utilizarse para el apagado/encendido de un LED como se muestra en la figura anterior. La corriente de base IB conduce el transistor, y el transistor conduce fuertemente. La resistencia RC limita la corriente del LED.
Funcionamiento del LED
El funcionamiento del LED depende de la teoría cuántica. La teoría cuántica establece que cuando la energía de los electrones disminuye del nivel superior al inferior, emite energía en forma de fotones. La energía de los fotones es igual a la brecha entre el nivel superior y el inferior.
El LED está conectado en el sesgo hacia adelante, lo que permite que la corriente fluya en la dirección hacia adelante. El flujo de corriente se debe al movimiento de los electrones en la dirección opuesta. La recombinación muestra que los electrones se mueven de la banda de conducción a la banda de valencia y emiten energía electromagnética en forma de fotones. La energía de los fotones es igual a la brecha entre la banda de valencia y la banda de conducción.
Ventajas del LED en las pantallas electrónicas
Las siguientes son las principales ventajas del LED en una pantalla electrónica.
- Los LED son más pequeños en tamaños, y pueden ser apilados para formar la pantalla numérica y alfanumérica en la matriz de alta densidad.
- La intensidad de la salida de luz del LED depende de los flujos de corriente a través de él. La intensidad de su luz puede controlarse sin problemas.
- Se dispone de LED que emiten luz en diferentes colores como el rojo, el amarillo, el verde y el ámbar.
- El tiempo de encendido y apagado o de conmutación del LED es inferior a 1 nanosegundo. Por ello, los LED se utilizan para el funcionamiento dinámico.
- Los LED son muy económicos y ofrecen un alto grado de fiabilidad, ya que se fabrican con la misma tecnología que el transistor.
- Los LED funcionan en un amplio rango de temperaturas, por ejemplo, entre 0° y 70°. Además, es muy duradero y puede soportar golpes y variaciones.
- Los LED tienen una alta eficiencia, pero requieren una potencia moderada para su funcionamiento. Normalmente, se requiere un voltaje de 1,2V y una corriente de 20mA para obtener la máxima luminosidad. Por lo tanto, se utiliza en un lugar donde hay menos energía disponible.
Desventajas del LED
El LED consume más energía en comparación con el LCD, y su coste es elevado. Además, no se utiliza para hacer la pantalla grande.