¿Cómo se creó la luz LED?

Historia de las luces LED

En 2014 se concedió el premio Nobel de Física a un equipo de investigación que inventó un nuevo tipo de diodo LED. Los diodos emisores de luz (LED) existen desde hace mucho tiempo, así que ¿qué hace que esta nueva variante sea tan especial? Este artículo explica cómo funcionan los LED y qué hace que esta tecnología de emisión de luz sea tan especial.

Los diodos emisores de luz -o LED, para abreviar- son una variedad de semiconductor que genera luz cuando la corriente pasa a través de él. Inventados por primera vez en 1962, los LED siempre han sido buenos como luces de indicación, pero durante mucho tiempo sus bajos niveles o luminosidad los alejaron de las aplicaciones de iluminación tradicionales. Gracias a los recientes avances tecnológicos, han empezado a sustituir a las bombillas incandescentes en el uso cotidiano. En este artículo se presentará el LED, se hablará de su tecnología, de sus aplicaciones y de por qué un determinado LED fue merecedor del premio Nobel de Física de 2014.

La luz siempre ha sido una necesidad para la vida tal y como la conocemos. Para la mayoría de las criaturas, incluidos los primeros humanos, la luz procedía del sol. El descubrimiento del fuego, un invento de proporciones mitológicas, supuso la primera fuente de luz artificial y controlable de la humanidad, que iluminó cuevas, casitas de la pradera y grandes mansiones victorianas. El siguiente hito no llegó hasta dentro de miles de años, con la invención de la bombilla incandescente. La bombilla incandescente reinaría durante aproximadamente un siglo hasta que se inventaron las bombillas fluorescentes y, finalmente, la bombilla led.

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modulación por ancho de pulso – Funcionamiento de una fuente de luz encendiéndola y apagándola muy rápidamente (más rápido de lo que se puede detectar visualmente) para conseguir valores intermedios de salida de luz; la frecuencia y el ciclo de trabajo (porcentaje de tiempo que la fuente está encendida) son parámetros importantes en la modulación.

Trifósforo: mezcla de tres fósforos para convertir la radiación ultravioleta en luz visible en las lámparas fluorescentes; cada uno de los fósforos emite luz de aspecto azul, verde o rojo y la combinación produce luz blanca.

Luz blanca de color mixto: Un enfoque consiste en mezclar la luz de varios LEDs de colores (Figura 4) para crear una distribución de potencia espectral que parezca blanca. Del mismo modo, las llamadas lámparas fluorescentes trifósforo utilizan tres fósforos, cada uno de los cuales emite un espectro relativamente estrecho de luz azul, verde o roja al recibir la radiación ultravioleta del arco de mercurio en el tubo de la lámpara. Al situar los LEDs rojos, verdes y azules adyacentes entre sí, y mezclar adecuadamente la cantidad de su salida (Zhao et al. 2002), la luz resultante es de apariencia blanca.

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En este artículo, cubrimos lo que necesitas saber sobre las bombillas LED, desde sus amplias ventajas hasta cómo se comparan con otros tipos de bombillas. Al final, creemos que estará de acuerdo en que, al menos en lo que respecta a la iluminación, el cambio no es nada malo.

LED son las siglas de Light Emitting Diode (diodo emisor de luz). Lo de “emisor de luz” se explica por sí mismo, pero ¿qué es exactamente un diodo? ¿Y en qué se diferencian los LED de otros tipos de bombillas?    Más adelante se explica.

No deje que esa gran palabra le asuste. En esencia, significa que un material (en este caso, el diodo) emite luz cuando se le aplica energía. Los electrones saltan de un lado (un lado lleno de electrones) a otro (un lado deficitario de electrones) a través de una unión (la “unión p-n”). Piénsalo así: Cuando se aplica energía a la unión p-n, el lado carente de electrones quiere llenarse con los electrones cargados del otro lado, y cuando se aplica energía los electrones se ponen ansiosos por moverse. Durante este proceso, se crea la luz.

En cambio, una bombilla incandescente funciona haciendo pasar la electricidad a través de un pequeño cable, o filamento. La resistencia eléctrica del filamento hace que se caliente tanto que brilla, produciendo luz.

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Un LED, que significa diodo emisor de luz, es un diodo semiconductor que brilla cuando se aplica un voltaje. Estos dispositivos se utilizan en todos los aparatos electrónicos, en los nuevos tipos de iluminación y en los monitores de televisión digital.

Compare el funcionamiento del diodo emisor de luz con el de la antigua bombilla incandescente. La bombilla incandescente funciona haciendo pasar la electricidad por un filamento que está dentro de la bombilla de cristal. El filamento se calienta y se ilumina, y eso crea la luz; sin embargo, también crea mucho calor. La bombilla incandescente pierde aproximadamente el 98% del calor que produce, lo que la hace bastante ineficiente.

Los LED se basan en el efecto de la electroluminiscencia, en el que ciertos materiales emiten luz cuando se les aplica electricidad. Los LED no tienen un filamento que se calienta, sino que se iluminan por el movimiento de los electrones en un material semiconductor, generalmente aluminio-galio-arseniuro. La luz se emite desde la unión pn del diodo. El funcionamiento de un LED es complejo pero comprensible si se examinan los detalles.