Cómo funcionan
No voy a entrar mucho en el principio físico para que no terminemos todos con dolor de cabeza pero básicamente consiste en un material semiconductor (se comporta como conductor o aislante dependiendo de diversos factores). Cuando un electrón cae en el átomo de una capa más energética a otra menos energética esta diferencia de energía se compensa por la emisión de un fotón. Si la diferencia de energía produce un fotón con una longitud de onda entre los aproximadamente 380 y 780nm seremos capaces de ver esta luz (espectro visible). Se puede calcular esta longitud de onda con la ecuación E=h·c/λ, siendo E la diferencia de energía del electrón entre un nivel y otro, c la velocidad de la luz y λ la longitud de onda del fotón emitido.
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| Partes de un LED |
La caída de energía que hay en el salto del electrón de una capa a otra dependerá del material semiconductor, por ejemplo, con diodos convencionales de silicio o germanio conseguiremos luz infrarroja, invisible al ojo humano pero empleada desde hace muchos años para mandos a distancia. Os dejo una tabla aquí para que veáis
La dificultad de construcción de los LEDs radica en la dirección de longitudes de ondas más cortas, por ejemplo, es más fácil construir un LED rojo que uno azul. Es por eso que estos últimos no fueron desarrollados hasta la década de 1990 con lo cuál fue posible en ese momento la obtención de luz blanca y su posibilidad de aplicación a televisores. Actualmente, como ya hemos comentado es posible la fabricación hasta longitudes de onda más allá del azul llegando al ultravioleta.
Los LEDs típicos están preparados para trabajar a pontencias entre 30 mW y 60mW. En 1999 se desarrollaron LEDs capaces de trabajar a potencias de 1 W y lo que es más importante: capaces de trabajar continuamente ya que están preparados para disipar el calor que generan.
Hoy en día se pueden utilizar ya LEDs para iluminación vial ya que se han desarrollado LEDs de luz blanca con una eficiencia luminosa alrededor de los 150 lm/W siendo equivalente a un rendimiento de casi el doble con respecto a lámparas fluorescentes y 12 veces más eficiente que una lámpara incandescente. La eficiencia es incluso superior a las luminarias típicas que se encuentran en las carreteras de vapor sodio de alta presión (132 lm/W).
En los últimos años han aparecido los llamados OLEDs, sobre todo aplicados a la industria de pantallas para móviles o televisores.
Aplicaciones
Os habréis dado cuenta que últimamente casi todo funciona con LEDs. Vamos a hacer un repaso por todas las aplicaciones que tiene este pequeño y futurista amigo.
LEDs infrarrojos (IREDs): Ya hemos comentado que su uso quizá más extendido sería el de los mandos a distancia, ya sean para televisores, videos, dvd, aires acondicionados... Ahora ya menos pero la mayoría recordaréis cuando los móviles (algunos todavía) tenían como una ventanita oscura en un lateral que había que enfrentar con otro móvil para transmitir datos vía infrarrojos. También muchos recordaréis las Game Boy color enfrentadas para intercambiar Pokemons y demás :D.
La barra sensora de la videoconsola Nintendo Wii consta de 5 LEDs infrarrojos a cada lado para los cuales la cámara infrarroja del mando de la Wii (Wiimote) es sensible y con los cuales se orienta para calcular la posición a la cuál se está apuntando.
Un dato curioso de estos LEDs es que emiten luz en el Infrarrojo cercano, es decir, no están muy lejos del rojo al cuál somos sensibles. Sin embargo las cámaras de fotos digitales son sensibles a parte de la luz que emiten estos LEDs invisibles para nuestros ojos. Haced la prueba con un mando a distancia y veréis que a través de la cámara, al pulsar cualquier botón de un mando a distancia podréis ver la luz que emiten.
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| Foto de la barra sensora de Wii realizada con una cámara de fotos digital |
En cuanto a los LEDs en el visible pues... semáforos, iluminación, televisores (rojo,verde y azul para dar lugar a toda la gama de colores), indicadores en reproductores de DVD, en los paneles de un coche...
En la iluminación obtenemos una luz que no parpadea como los fluorescentes, luz fría, muy eficiente, menor impacto para el medio ambiente...
Luego además encontramos miles de gadgets en bazares con LEDs en figuras decoratitavas, en linternas y en miles de cosas de lo más curioso como estas pelotas de goma que al botar se encienden....
En la parte más técnica encontramos el "diodo láser" que emite luz con una altísima coherencia el cuál lo hace apto para investigación en el campo de la óptica.
En fin, un montón de utilidades de lo más simple a lo más tecnológico que hace que encontremos estas lucecitas por todos lados.
