Ledes Tecnología
Ledes Fundamento físico
Un led comienza a emitir cuando se le aplica una tensión de 2-3 voltios. En polarización inversa se utiliza un eje vertical diferente al de la polarización directa para mostrar que la corriente absorbida es prácticamente constante con la tensión hasta que se produce la ruptura.
El led es un diodo formado por un chip semiconductor dopado con impurezas que crean una unión PN. Como en otros diodos, la corriente fluye fácilmente del lado p, o ánodo, al n, o cátodo, pero no en el sentido opuesto. Los portadores de carga (electrones yhuecos) fluyen a la unión desde dos electrodos puestos a distintos voltajes. Cuando un electrón se recombina con un hueco, desciende su nivel de energía y el exceso de energía se desprende en forma de un fotón. La longitud de onda de la luz emitida, y por tanto el color del led, depende de la anchura en energía de la banda prohibida correspondiente a los materiales que constituyen la unión pn.
En los diodos de silicio o de germanio los electrones y los huecos se recombinan generando una transición no radiativa, la cual no produce ninguna emisión luminosa ya que son materiales semiconductores con una banda prohibida indirecta. Los materiales empleados en los ledes presentan una banda prohibida directa con una anchura en energía que corresponde al espectro luminoso del infrarrojo-cercano (800 nm - 2500 nm), el visible y el ultravioleta-cercano (200-400 nm). El desarrollo de los ledes dio comienzo con dispositivos de luz roja e infrarroja, fabricados con arseniuro de galio (GaAs). Los avances en la ciencia de materiales han permitido construir dispositivos con longitudes de onda cada vez más pequeñas, emitiendo luz dentro de una amplia gama de colores.
Los ledes se suelen fabricar a partir de un sustrato de tipo n, con uno de los electrodos unido a la capa de tipo p depositada sobre su superficie. Los sustratos de tipo p también se utilizan, aunque son menos comunes. Muchos ledes comerciales, en especial los de GaN/InGaN, utilizan también el zafiro (óxido de aluminio) como sustrato.
La mayoría de los materiales semiconductores usados en la fabricación de los ledes presentan un índice de refracción muy alto. Esto implica que la mayoría de la luz emitida en el interior del semiconductor se refleja al llegar a la superficie exterior que se encuentra en contacto con el aire por un fenómeno de reflexión total interna. La extracción de la luz constituye, por tanto, un aspecto muy importante y en constante investigación y desarrollo a tomar en consideración en la producción de ledes.