Introduccion
Un diodo emisor de luz (LED) es un fuente de luz pequeño que está iluminado por el movimiento de electrones a través de un material semiconductor. Las familias de semiconductores se pueden incorporar en dispositivos que emiten luz sobre gran parte del espectro visible con excitación eléctrica. Los LED se utilizan donde aye bajo consumo de energía y larga vida útil son importantes. Algunas de las aplicaciones incluyen: luces de freno, publicidad, y señales de tráfico. Estos diodos emisores de luz y diodos láser están revolucionando muchas tecnologías de comunicación y visualización.
Las familias de semiconductores se pueden incorporar en dispositivos que emiten luz sobre gran parte del espectro visible con excitación eléctrica. Estos diodos emisores de luz y diodos láser están revolucionando muchas tecnologías de comunicación y visualización. Las longitudes de onda de la luz emitida se pueden controlar utilizando principios de diseño basados en la tabla periódica, que incluyen combinaciones de elementos isovalentes y soluciones sólidas. Un avance tecnológico reciente es el LED azul, que permite la mezcla de color aditiva cuando se combina con LEDs verdes y rojos.
Los diodos emisores de luz se componen de un chip de semiconductor montado en un cable con un cable de oro conectado al otro cable. Una lente de plástico protege el semiconductor y enfoca la luz.
El término “diodo” se refiere al hecho de diferencias de una bombilla normal, que se encenderá cuando la electricidad fluya a través de ella en cualquier dirección, el LED se encenderá cuando la electricidad fluya en una dirección debido a los campos eléctricos que están presentes en el interior del dispositivo.
Se puede construir un circuito simple con el LED, una resistencia de 1K ohm y una batería de 9 voltios. La resistencia limita la cantidad de corriente eléctrica que fluye a traves del diodo para que no se sobrecaliente, que puede destruirlo.
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Cómo trabajan
Teoría de la banda
Como se describe a continuación, las ideas de enlaces químicos simples pueden utilizar para proporcionar una comprensión cualitativa de cómo el color de la luz emitida por un LED se ajusta mediante cambios en la composición química del semiconductor.
Cuando dos átomos se unen para formar M2, dos orbitales moleculares se forman. Cuando tres átomos se unen para formar M3, tres orbitales moleculares se forman.
En el sólido extendido, átomos interactúan con otros átomos y van a tener el mismo número de orbitales moleculares, deslocalizados sobre el sólido, como el número de orbitales atómicos combinados. El energia separado de los orbitales es tan pequeño de un orbital deslocalizado al que sigue que se comprometen con una “banda.” La banda representa un tipo de carretera electrónico que permite a electrones a mover entre el solido, conduciendo electricidad. Para que esto ocurra, la banda no puede ser vacío o lleno con electrones. Solamente si la banda es parcialmente lleno puede fluir los electrones, correspondiente a una corriente eléctrica.
La banda que contenga los electrones de valencia se llama la banda de valencia. La banda de orbitales desocupados es conocido como la banda de conducción. Conducción ocurre cuando electrones son promovido desde la banda valencia a la banda de conducción, donde pueden mover entre el sólido. El separacion de energía entre las bandas de valencia y conducción es conocido como la energía en el espacio de la banda.
La energía en el espacio de la banda, Eg, muestreada como la flecha de doble punta, es el separacion entre el parte arriba de la banda de valencia y el parte abajo de la banda de conducción. El tamaño del espacio de la banda disminuye cuando pasa del aislador al semiconductor y luego al metal, donde es efectivamente cero. Los pares de electrodos se muestran para un semiconductor como círculos llenos (electrones) en la banda de conducción y circulos abiertos (agujeros) en la banda de valencia.
Spectra
Una amplia gama de energías pueden causar que los electrones se exciten desde la banda de valencia a la banda de conducción. (absorción; La figura muestra las transiciones electrónicas, A, y el espectro de absorción correspondiente, B)
Electrones excitados caerse desde la parte inferior de la banda de conducción a la parte superior de la banda de valencia con la emisión de luz con un ancho de banda muy estrecho (emisión; La figura muestra una transición electrónica, A, y el espectro de emisión correspondiente, B).
Materiales semiconductores
Semiconductores típicamente preparan combinaciones de elementos que tienen estructuras cristalinas relacionadas con la de diamante y el mismo numero promedio de electrones valencias por átomo como los en un diamante.
Formación de átomo en un diamante
Referencias
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- Click here for updated supplier information for the materials mentioned in the book.
- Solid State Resources – a CD/ROM available from JCE:Software
- Kansas State University Physics Education Group Tutorials and COMPUTER SIMULATION OF P-N JUNCTION DEVICES
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Major manufacturer/supplier of LEDs:
LumiLeds Lighting is a joint venture between Agilent Technologies(formerly HP) & Philips Lighting. (http://www.lumileds.com/)
Distributors of LEDS
On-Line References
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- Don Klipstein’s LED Main Page
- Dialight Corporation develops and markets LED lighting systems for trucks, buses, and traffic signals.
- LEDs: From Indicators to Illuminators?
- Non-silicon LEDs?
- Outdoor lighting:
- Polymer Light Emitting Devices: More Information about Polymer Electronics
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OLEDs
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