LED´S Introducción Historia Evolución Qué son y como funcionan Características Aplicaciones Ventajas y desventajas

Introducción Se trata de lámparas en estado sólido sin filamento, gas inerte o vidrio Es básicamente un semiconductor unido a dos terminales Posee un encapsulado de resina epoxi Sus siglas significan diodo emisor de luz Cuando se hace circular electricidad a través de él brilla por un efecto denominado electroluminiscencia

Historia Descubierto en el 1962 por el Dr Nicholas Holonyak el primer LED comercial de galio, arsénico y fósforo capaz de emitir en tono rojo (650 nm aprox) y producido en masa por la General Electric americana

Historia La introducción del LED de galio aluminio y arsénico en los 80 supone un gran avance al incrementar hasta 10 veces su brillo En los años posteriores se desarrollan diferentes materiales, para producir distintas tonalidades como ámbar y verde

Historia En los años 90 se conseguirán elaborar todos los colores del espectro visible básico con la elaboración del LED azul por parte del Dr Shuji Nakamura de la empresa Nichia Corp de origen japonés.

Historia A partir de este se dispara el uso del LED disponiendo de varios colores y con vidas útiles de unas 100.000 horas frente a las 8000 que ofrece una bombilla normal

LEDs, qué son y cómo funcionan Diodos emisores de luz cuando se polarizan directamente Fenómeno que tiene lugar: emisión espontánea Emisión espontánea  recombinación radiativa Diodo unión p-n

Tipo p: conducción por huecos Tipo n: conducción por e- Semiconductores Diagramas de bandas de energía Intrínsecos: libres de impurezas  Si Extrínsecos o dopados: Tipo p: conducción por huecos Tipo n: conducción por e- Tipo p + Tipo n  Diodo p-n

Diodos Unión p-n: semiconductor más simple Corriente en un único sentido Polarización directa Salto de banda  0.6 V

De diodos a LEDs Salto de banda = 0.6V  LED normal Salto de banda = 1.3V  LED infrarrojo Salto de banda = 1.8V  LED rojo Salto de banda = 2.5V  LED verde Salto de banda > 5V  LED ultravioleta

Construir el LED Formado por Si + impurezas: Ga, Al, B, C, N, P, As y Ge. Substrato cristalino  Consistencia mecánica Capas de materiales semiconductores sobre el substrato cristalino  Crecimiento epitaxial

Características del LED Fácil fabricación, no llevan espejos Alta eficiencia cuántica externa Apto para el acoplo de luz a la fibra óptica Estructura sencilla Bajo coste Dispositivos fiables, no sufren degradación

Espectro del LED Determinado por emisión espontánea IRED: región infrarroja VLED: región visible LWLED: emiten > 1mm Frecuencia emisión depende de materiales semiconductores

Aplicaciones Iluminación Señalización vial Mandos control remoto Cultivo hidroponía Displays numéricos Juguetes Medicina Balización Moda Etc...

Iluminación En iluminación tradicional substituye muy eficientemente a las luces convencionales con un mayor aprovechamiento energético y ahorro en mantenimiento

Señalización vial De aparición relativamente reciente Presenta mayor luminosidad Algunas ciudades como St Paul en Minessota ya han cambiado todas sus señales a LEDs

Comparativa de Semáforos Semáforo tradicional Sistema LED Duración media de 6 meses Duración media de 10 años Se da el llamado efecto fantasma por reflejo solar Alto contraste con la luz solar Una lente de 300mm consume al año 1314 KW La misma lente solo consume 131,4 KW

Cultivos hidropónicos Pueden emitir en una sola longitud de onda, requisito indispensable para hidroponía No aumentan la temperatura ambiente Muy resistentes a la humedad Gran ahorro energético

Usos médicos Babyblue System para fototerapia neonatal Diseñada para combatir la ictericia e hiperbilirrubenia neonatal La longitud de onda emitida está probada como la más eficiente para la eliminación de bilirrubina Sin emisiones ultravioletas e infrarrojas para no dañar al neonato Sin incremento de temperatura para prevenir deshidratación

Displays y vallas publicitarias Resistentes a los golpes y a la intemperie, adaptados a todas las necesidades de mercado

Incluso moda.... Requieren de una batería de muy poco peso No produce calor Muy resistente Disponible en varios colores y diseños

Ventajas y desventajas Gran ahorro energético (90% aprox) Gran resistencia gracias al encapsulado de resina Durabilidad cercana a 20 veces mayor Capacidad de selección de una única longitud de onda No desprenden calor Desventajas: Su precio es superior al de una bombilla convencional Dificultades para emitir luz blanca

Actuales vías de investigación Los OLEDs o LED orgánicos prometen una bajada del coste de producción que rentabilizara mas aun su uso La Universidad de California (proyecto del Dr. Klimov y Dr. Hauffbauer) ha desarrollado el primer nanocristal-LED capaz de emitir luz blanca por si solo