Tipos
Los ledes se fabrican en una gran variedad de formas y tamaños. El color de la lente de plástico suele coincidir con el de la luz emitida por el led aunque no siempre es así. Por ejemplo, el plástico de color púrpura se emplea para los ledes infrarrojos y la mayoría de los ledes azules presentan encapsulamientos incoloros. Los ledes modernos de alta potencia como los empleados para iluminación directa o para retroiluminación aparecen normalmente en montajes de tecnología de superficie (SMT).
Miniatura
Los ledes miniatura se suelen usar como indicadores. En la tecnología de agujeros pasantes y en los montajes superficiales su tamaño varía desde 2 mm a 8 mm. Normalmente no disponen de un disipador de calor independiente. La corriente máxima se sitúa entre 1mA y 20mA. Su pequeño tamaño constituye una limitación a efectos de la potencia consumida debido a su alta densidad de potencia y a la ausencia de un disipador. A menudo se conectan en cadena margarita para formar tiras de luz led.
Las formas de la cubierta de plástico más típicas son redonda, plana, triangular y cuadrada con la parte de arriba plana. El encapsulamiento también puede ser transparente o coloreado para poder mejorar el contraste y los ángulos de visión.
Investigadores de la Universidad de Washington han inventado el led más delgado. Está formado por materiales de dos dimensiones (2-D). Su anchura son 3 átomos, o sea entre 10 y 20 veces más fino que los ledes tridimensionales (3-D) y 10 000 veces más delgado que un pelo humano. Estos ledes 2-D permitirán las comunicaciones ópticas y los nano láseres más pequeños y más eficientes en energía.
Hay tres categorías principales de ledes miniatura de un único color:
Baja Intensidad de Corriente
Preparados para una corriente de 2mA con unos 2V (consumo de más o menos 4 mW).
Rango Intermedio o Comunes
Ledes de 20mA (entre 40mW y 90mW) en torno a:
• 1,9 -2,1 V para rojo, naranja amarillo y el verde tradicional.
• 3.0-3.4 V para verde puro y azul.
• 2.9-4.2 V para violeta, rosa, morado y blanco.
Alta Intensidad de Corriente
Para una corriente de 20mA y con 2 o 4-5 V, diseñadas para poder ver con luz solar directa. Los ledes de 5 V y 12 V son ledes miniatura normales que incorporan un resistencia en serie para la conexión directa a una alimentación de 5 o 12 V.
Alta Potencia
Ver también: Iluminación de estado sólido, Lámpara led, ledes de Alta Potencia o HP-LED
Los ledes de alta potencia HP-LED (High-power LED) o de alta emisión HO-LED (del inglés High-Output LED) pueden controlarse con corrientes desde cientos de mA hasta de más de 1 Amperio, mientras que otros ledes solo llegan a las decenas de miliAmperios. Algunos pueden emitir más de mil lúmenes.
También se han alcanzado densidades de potencia de hasta 300 W/(cm2).120 Como el sobrecalentamiento de los ledes puede destruirlos, se tienen que montar sobre un disipador. Si el calor de un HP-LED no se transfiriera al medio, el aparato fallaría en unos pocos segundos. Un HP-LED puede sustituir a una bombilla incandescente en una linterna o varios de ellos pueden asociarse para constituir una lámpara led de potencia. Algunos HP-LED bien conocidos en esta categoría son los de la serie Nichia 19, Lumileds Rebel Led, Osram Opto Semiconductors Golden Dragon y Cree X-Lamp. Desde septiembre de 2009, existen ledes manufacturados por Cree que superan los 105 lm/W.
Ejemplos de la ley de Haitz, que predice un aumento exponencial con el tiempo de la emisión luminosa y de la eficiencia de un led, son los de la serie CREE XP-GE que alcanzó en 2009121 los 105 lm/W y la serie Nichia 19 con una eficiencia media de 140 lm/W que fue lanzado en 2010.
Accionados por corriente alterna
Semiconductor Seúl ha desarrollado ledes que puede funcionar con corriente alterna sin necesidad de un conversor DC. En un semiciclo, una parte del led emite luz y la otra parte es oscura, y esto sucede al contrario durante el siguiente semiciclo. La eficiencia normal de este tipo de HP-LED es 40 lm/W. Un gran número de elementos led en serie pueden funcionar directamente con la tensión de la red. En 2009, Semiconductor Seúl lanzó un led de alto voltaje, llamado 'Acrich MJT', capaz de ser gobernado por AC mediante un simple circuito de control. La baja potencia disipada por estos ledes les proporciona una mayor flexibilidad que a otros diseños originales de ledes AC.
Aplicaciones. Variantes
De destellos intermitentes
Los ledes intermitentes se utilizan como indicadores de atención sin necesidad de ningún tipo de electrónica externa. Los ledes intermitentes se parecen a los ledes estándar, pero contienen un circuito multivibrador integrado que hace que los ledes parpadeen con un período característico de un segundo. En los ledes provistos de lente de difusión, este circuito es visible (un pequeño punto negro). La mayoría de los ledes intermitentes emiten luz de un solo color, pero los dispositivos más sofisticados pueden parpadear con varios colores e incluso desvanecerse mediante una secuencia de colores a partir de la mezcla de colores RGB.
Bicolores
Los ledes bicolor contienen dos ledes diferentes en un solo conjunto. Los hay de dos tipos; el primero consiste en dos troqueles conectados a dos conductores paralelos entre sí con la circulación de la corriente en sentidos opuestos. Con el flujo de corriente en un sentido se emite un color y con la corriente en el sentido opuesto se emite el otro color. En el segundo tipo, en cambio, los dos troqueles tienen los terminales separados y existe un terminal para cada cátodo o para cada ánodo, de modo que pueden ser controlados independientemente. La combinación de colores más común es la de rojo / verde tradicional, sin embargo, existen otras combinaciones disponibles como el verde tradicional/ámbar, el rojo/verde puro, el rojo/azul o el azul/verde puro.
Tricolores
Los ledes tricolores contienen tres ledes emisores diferentes en un solo bastidor. Cada emisor está conectado a un terminal separado para que pueda ser controlado independientemente de los otros. Es muy característica una disposición en la que aparecen cuatro terminales, un terminal común (los tres ánodos o los tres cátodos unidos) más un terminal adicional para cada color.
RGB
Los ledes RGB son ledes tricolor con emisores rojo, verde y azul, que usan generalmente una conexión de cuatro hilos y un terminal común (ánodo o cátodo). Este tipo de ledes pueden presentar como común tanto el terminal positivo como el terminal negativo. Otros modelos, sin embargo, solo tienen dos terminales (positivo y negativo) y una pequeña unidad de control electrónico incorporada.
Multicolores decorativos
Este tipo de ledes posee emisores de diferentes colores y están dotados de dos únicos terminales de salida. Los colores se conmutan internamente variando la tensión de alimentación.
Alfanuméricos
Los ledes alfanuméricos están disponibles como visualizadores de siete segmentos, como visualizadores de catorce segmentos o como pantallas de matrices de puntos. Los visualizadores (displays) de siete segmentos pueden representar todos los números y un conjunto limitado de letras mientras que los de catorce segmentos pueden visualizar todas las letras. Las pantallas de matrices de puntos usan habitualmente 5x7 píxeles por carácter. El uso de los ledes de siete segmentos se generalizó en la década de 1970 y 1980 pero el uso creciente de las pantallas cristal líquido ha reducido la popularidad de los ledes numéricos y alfanuméricos por su menor requerimiento de potencia y mayor flexibilidad para la visualización.
RGB Digitales
Son ledes RGB que contienen su propia electrónica de control "inteligente". Además de la alimentación y la conexión a tierra, disponen de conexiones para la entrada y la salida de datos y, a veces, para señales de reloj o estroboscópicas. Se encuentran conectados en una cadena margarita, con la entrada de datos al primer led dotada de un microprocesador que puede controlar el brillo y el color de cada uno de ellos, independientemente de los demás. Se usan donde sea necesaria una combinación que proporcione un control máximo y una vista mínima de la electrónica, como sucede en las cadenas luminosas navideñas o en las matrices de led. Algunos incluso presentan tasas de refresco en el margen de los kHz, lo que los hace aptos para aplicaciones básicas de vídeo.
Filamentos
Un filamento led consta de varios chips led conectados en serie sobre un sustrato longitudinal formando una barra delgada que recuerda al filamento incandescente de una bombilla tradicional.125 Los filamentos se están utilizando como una alternativa decorativa de bajo coste a las bombillas tradicionales que están siendo eliminadas en muchos países. Los filamentos requieren una tensión de alimentación bastante alta para iluminar con un brillo normal, pudiendo trabajar de manera eficiente y sencilla a las tensiones de la red. Con frecuencia un simple rectificador y un limitador capacitivo de corriente se emplean como una sustitución de bajo coste de la bombilla incandescente tradicional sin el inconveniente de tener que construir un convertidor de baja tensión y corriente elevada, tal como lo requieren los diodos led individuales. Normalmente se montan en el interior de un recinto hermético al que se le da una forma similar a la de las lámparas que sustituyen (en forma de bombilla, por ejemplo) y se rellenan con un gas inerte como nitrógeno o dióxido de carbono para eliminar el calor de forma eficiente. Los principales tipos de ledes son: miniatura, dispositivos de alta potencia y diseños habituales como los alfanuméricos o los multicolor.