El LED (diodo emisor de luz) es un dispositivo semiconductor de estado sólido que convierte la energía eléctrica en luz visible. Convierte directamente la electricidad en luz. El núcleo del LED es un chip semiconductor. Un extremo del chip está fijado a un soporte, un extremo es el polo negativo y el otro está conectado al polo positivo de la fuente de alimentación, de modo que todo el chip está encapsulado con resina epoxi.
El chip semiconductor se compone de dos partes. Una es un semiconductor de tipo P, con predominio de huecos, y el otro extremo es un semiconductor de tipo N, con predominio de electrones. Al conectar estos dos semiconductores, se forma una unión PN. Cuando la corriente actúa sobre el chip a través del cable, los electrones son empujados a la zona P, donde se recombinan con huecos y emiten energía en forma de fotones. Este es el principio de emisión de luz LED. La longitud de onda de la luz, es decir, su color, está determinada por el material que forma la unión PN.
El LED puede emitir directamente luz roja, amarilla, azul, verde, naranja, violeta y blanca.
Inicialmente, los LED se utilizaban como fuente de luz indicadora para instrumentos y medidores. Posteriormente, se generalizaron los LED de diversos colores en semáforos y pantallas de gran superficie, generando importantes beneficios económicos y sociales. Un ejemplo es la lámpara de semáforo roja de 30 cm. En Estados Unidos, se utilizaba originalmente una lámpara incandescente de 140 vatios, de larga duración y baja eficiencia luminosa, que producía 2000 lúmenes de luz blanca. Tras pasar por el filtro rojo, la pérdida de luz es del 90 %, dejando solo 200 lúmenes de luz roja. En la lámpara de nuevo diseño, Lumileds utiliza 18 LED rojos, incluyendo la pérdida de circuito. El consumo total de energía es de 14 vatios, lo que permite producir el mismo efecto luminoso. Las lámparas de señalización para automóviles también son un importante campo de aplicación de las fuentes de luz LED.
Para la iluminación general, las personas necesitan más fuentes de luz blanca. En 1998, se desarrolló con éxito el LED blanco. Este LED se fabrica mediante el empaquetado de chip GaN y granate de itrio y aluminio (YAG). El chip GaN emite luz azul (λ P = 465 nm, Wd = 30 nm), el fósforo YAG que contiene Ce3 + sinterizado a alta temperatura emite luz amarilla después de ser excitado por esta luz azul, con un valor pico de 550n lámpara LED m. El sustrato LED azul se instala en la cavidad de reflexión en forma de cuenco, cubierto con una fina capa de resina mezclada con YAG, aproximadamente 200-500 nm. La luz azul del sustrato LED es absorbida parcialmente por el fósforo, y la otra parte de la luz azul se mezcla con la luz amarilla del fósforo para obtener luz blanca.
Para los LED blancos InGaN/YAG, modificando la composición química del fósforo YAG y ajustando el grosor de la capa de fósforo, se pueden obtener diversas luces blancas con temperaturas de color de 3500 a 10000 K. Este método para obtener luz blanca mediante LED azules se caracteriza por su estructura simple, bajo costo y alta tecnología, lo que lo hace ampliamente utilizado.
Hora de publicación: 29 de enero de 2024