UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMA FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA

LABORATORIO DE OPTOELECTRONICA PROFESOR: FRANCISCO CANTOS

PRESENTADO POR: JORGE CASTROVERDE

INTRODUCCION

En nuestros hogares es muy probable que encontremos muchos artefactos:aire acondicionado, equipos de msica, control remoto entre otros, que nos ayudan en nuestros quehaceres diarios facilitndonos la vida, muchos de dichos artefactos hacen uso de la tecnologa de los leds por lo general como indicadores de estado, detectores, dispositivos de sealizacin, hasta tal punto que han llegado a ser prcticamente imprescindibles para nuestro diario vivir incluso hasta en los celulares, y automviles est presente la tecnologa de los led. En base a lo antes mencionado y a muchas otras razones podemos decir que es necesario el estudio de estos dispositivos denominados diodos emisores de luz.

LOS DIODOS EMISORES DE LUZ (LEDS)

Marco terico:Un led o diodo emisor de luz es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unin PN del mismo y circula por l una corriente elctrica. Este fenmeno es una forma de electroluminiscencia. El color, depende del material semiconductor empleado en la construccin del diodo y puede variar desde el ultravioleta, pasando por el visible, hasta el infrarrojo. Los diodos emisores de luz que emiten luz ultravioleta tambin reciben el nombre de led UV y los que emiten luz infrarroja se llaman IRED. El primer led fue desarrollado en 1927 por Oleg Vladimirovich Losev, sin embargo no se us en la industria hasta los aos sesenta. Solo se podan construir de color rojo, verde y amarillo con poca intensidad de luz y limitaba su utilizacin a mandos a distancia (controles remotos) y electrodomsticos para marcar el encendido y apagado. A finales del siglo XX se inventaron los ledes ultravioletas y azules, lo que dio paso al desarrollo del led blanco, que es un led de luz azul con recubrimiento de fsforo que produce una luz amarilla, la mezcla del azul y el amarillo produce una luz blanquecina denominada "luz de luna" consiguiendo alta luminosidad (7 lmenes unidad) con lo cual se ha ampliado su utilizacin en sistemas de iluminacin. EST T DEL LEDSMB LO DEL LED

COMPOSICION DE LOS LED Existen diodos LED de varios colores que dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo, mbar, infrarrojo, entre otros. LED rojo: Formado por GaP consiste en una unin p-n obtenida por el mtodo de crecimiento epitaxial del cristal en su fase lquida, en un substrato.

La fuen e lumin a est formada por una capa de cristal p junto con un complejo de Zn cuya mxima concentraci n est limitada, por lo que su luminosidad se satura a altas densidades de corriente. Este tipo de LED funciona con baja densidades de corriente ofreciendo una buena luminosidad, utili ndose como dispositi o de visuali aci n en equipos porttiles. El constituido por GaAsP consiste en una capa p obtenida por difusi n de Zn durante el crecimiento de un cristal n de GaAsP, formado en un substrato de GaAs, por el mtodo de crecimiento epitaxial en fase gaseosa. Actualmente se emplea los LED de GaAlAs debido a su mayor luminosidad. El mximo de radiaci n se halla en la longitud de onda 660 nm.

LED anaranjado y amarillo: Estn compuestos por GaAsP al igual que sus hermanos los rojos pero en este caso para conseguir luz anaranjada y amarilla as como luz de longitud de onda ms pequea, lo que hacemos es ampliar el ancho de la "banda prohibida" mediante el aumento de fsforo en el semiconductor. Su fabricacin es la misma que se utiliza para los diodos rojos, por crecimiento epitaxial del cristal en fase gaseosa, la formacin de la unin pn se realiza por difusin de Zn.

Como novedad importante en estos LED se mezcla el rea emisora con una trampa isoelectrnica de nitrgeno con el fin de mejorar el rendimiento. LED verde: El LED verde est compuesto por GaP. Se utiliza el mtodo de crecimiento epitaxial del cristal en fase lquida para formar la unin p-n. Al igual que los LED amarillos, tambin se utiliza una trampa isoelectrnica de nitrgeno para mejorar el rendimiento. Debido a que este tipo de LED posee una baja probabilidad de transicin fotnica, es importante mejorar la cristalinidad de la capa n. La disminucin de impurezas a larga la vida de los portadores, mejorando la cristalinidad.Su mxima emisin se consigu e en la longitud de onda 555 nm

VENTAJAS DEL LED Fiabilidad, mayor eficiencia energtica, mayor resistencia a las vibraciones, mejor visin ante diversas circunstancias de iluminacin, menor disipacin de energa, menor riesgo para el medio ambiente, capacidad para operar de forma intermitente de modo continuo, respuesta rpida, etc. Asimismo, con LED se pueden producir luces de diferentes colores con un rendimiento luminoso elevado, a diferencia de muchas de las lmparas utilizadas hasta ahora, que tienen filtros para lograr un efecto similar (lo que supone una reduccin de su eficiencia energtica). Todo ello pone de manifiesto las numerosas ventajas que

los LED ofrecen.Tambin se utilizan en la emisin de seales de luz que se trasmiten a travs de fibra ptica.

DESVENTAJAS DEL LED Las desventajas del diodo LED son que su potencia de iluminacin es tan baja, que su luz es invisible bajo una fuente de luz brillante y que su ngulo de visibilidad est entre los 30 y 60. Este ltimo problema se corrige con cubiertas difusores de luz.

Compuestos empleados en la construccin de ledes

Compuesto

Color

Long. de onda

Arseniuro de galio (GaAs)

Infrarrojo

940 nm

Arseniuro de galio y aluminio (AlGaAs)

Rojo e infrarrojo

890 nm

Arseniuro fosfuro de galio (GaAsP)

Rojo, anaranjado y amarillo

630 nm

Fosfuro de galio (GaP)

Verde

555 nm

Nitruro de galio (GaN)

Verde

525 nm

Seleniuro de zinc (ZnSe)

Azul

Nitruro de galio e indio (InGaN)

Azul

450 nm

Carburo de silicio (SiC)

Azul

480 nm

Diamante (C)

Ultravioleta

Silicio (Si)

En desarrollo

Procedimiento experimental:

1. Arme el siguiente circuito en livewire

2. Com ete la siguiente tabla para el led rojo vin Voltaje del LED (V) Corriente del LED(mA) iluminacin

3. Complete la siguiente tabla para el led amarillo vin Voltaje del LED(V) Corriente del LED(mA) 1V 2V .8244 1.13 .5321 2.64 3V 1.42 4.80 4V 1.70 6.98 5V 1.98 9.16 6V 2.26 7V 2.53 8V 2.81 9V 3.09 10V 3.36

4. Complete la siguiente tabla para el led verde Vin 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10V

No Casi Muy opaco iluminacin se ve no se ve

Se Un poco ve m s un brillante poco

1V 2V .81598 1.08 .5576 2.78

3V 1.33 5.05

4V 1.58 7.35

5V 1.82 9.65

6V 2.06

7V 2.30

8V 2.54

9V 2.77

10V 3.01

11.95 14.25 16.56 18.86 21.17

No se ve

Casi Muy no opaco se ve

Se Un poco ve m s un brillante poco

*

*

*

*

*

11.35 13.53 15.53 17.91 20.10

*

*

*

*

*

Voltaje del LED(V) Corriente del LED (mA) iluminacin

.82011 1.11 .59510 2.72

1.37 4.93

1.63 7.17

1.9 9.41

2.15

2.41

2.67

2.93

3.19

11.65 13.90 16.15 18.39 20.64

No se ve

Casi Muy no opaco se ve

Se ve un poco

Un poco ms brillante

*

*

*

*

*

5. Complete la siguiente tabla para el led azulVin Voltaje del LED (V) Corriente del LED (mA) iluminacin 1V 2V .86919 1.37 3V 1.85 4V 2.33 5V 2.81 6V 7V 8V 3.29 3.77 4.25 9V 4.73 10V 5.20

.39639 1.92

3.48

5.05

6.63

8.21 9.79 11.37 12.95 14.53

No se ve

Casi Muy no opaco se ve

Se ve un poco

Un poco ms brillante

*

*

*

*

*

6. Complete la siguiente tabla para el led infrarrojovin Voltaje del LED Corriente del LED iluminacin 1V 2V 3V .78837 .93377 1.06 4V 1.17 5V 1.29 6V 1.40 7V 1.51 8V 1.62 9V 1.73 10V 1.85

.64129 3.23 No se ve Casi no se ve

5.89

8.57

11.25 Un poco ms brillante

13.94 16.63 19.32 22.61 24.70 * * * * *

Muy Se opaco ve un poco

Nota: * Para estos la iluminacin es prcticamente igual (muy brillante) por lo cual no se puede distinguir diferencias a simple vista 7. Para cada uno diodos localice el voltaje y corriente mximos que puede soportar el led.

LED rojo verde azul amarillo

Vin mximo(V)

Voltaje de led mximo (V)

Corriente de led mximo (mA)

13.8 14.1 19.7 14.5

3.92 4.24 4.83 4.61

29.94 29.87 29.89 29.96

8. Arme los circuitos en un protoboard y llene las tablas para los valores reales .

a) Tabla para valores reales del led rojo

vin Voltaje del LED (V) Corriente del LED(mA)

1V .90

2V 1.5

3V 1.62

4V 1.65

5V 1.67

6V 1.69

7V 1.71

8V 1.72

9V 1.73

10V 1.74

-

.8

3.0

4.9

7.1

9.1

11.1

13.6

15.4

17.8

b) Tabla con valores reales para el led blancovin Voltaje del LED (V) Corriente del LED(mA) 1V .93 2V 1.94 3V 2.51 4V 2.64 5V 2.72 6V 2.78 7V 2.82 8V 2.87 9V 2.90 10V 2.93

-

-

1.1

2.8

4.7

6.8

8.7

11.2

12.7

13.3

c) Tabla para valores reales del led verdevin Voltaje del LED (V) Corriente del LED (mA) 1V 1.0 2V 2.03 3V 2.45 4V 2.65 5V 2.76 6V 2.85 7V 2.92 8V 2.98 9V 3.02 10V 3.07

-

-

1.1

2.9

4.8

6.8

8.8

10.9

12.9

14.6

d) Tabla para valores reales del led azulvin Voltaje del LED (V) Corriente del LED (mA) 1V .98 2V 2.01 3V 2.37 4V 2.45 5V 2.52 6V 2.57 7V 2.62 8V 2.66 9V 2.70 10V 2.73

-

-

1.2

3.1

5.2

7.2

8.9

11.2

13.2

15.1

CONCLUSIONES

Cada led opera a un voltaje de entrada diferente, sin embargo las corrientes mximas que pueden soportar son muy similares. Es esta la razn por la que tienen aplicaciones en distintos mbitos. Cada led tiene su brillo que lo caracteriza dependiendo sus materiales que lo componen. Los led tienen un bajo consumo de corriente. La tensin de entrada para cada led vara de acuerdo al color.

BIBLIOGRAFIA

http://www.unicrom.com/Tut_diodo_led.aspDiseo de Circuitos Micro electrnicos Richard C. Jaeger Travis N. Blalock