Los diodos emisores de luz, comúnmente llamados LEDs, son una pieza ampliamente usada en el mundo de la electrónica pero que muchas veces parece que pasa desapercibida. Hacen docenas de trabajos diferentes y se encuentran en todo tipo de dispositivos. Entre otras cosas, forman los números en los relojes digitales, transmiten la información de los controles remotos, iluminan muchos aparatos que utilizamos, y nos dicen cuando hemos encendido ciertos aparatos. Agrupados juntos, pueden formar imágenes en pantallas publicitarias o en señales de tráfico.
Básicamente, un LED es simplemente una pequeña bombilla que encaja perfectamente en un circuito eléctrico. Pero a diferencia de las bombillas de incandescencia ordinarias, no tienen un filamento que se quemará y no se calientan de la misma manera. Se iluminan solamente por el movimiento de electrones en un material semiconductor, y duran prácticamente lo que dura un transistor estándar.
Un diodo es un dispositivo simple de semiconductor. Hablando de una forma general, un semiconductor está hecho de un conductor pobre que tiene impurezas (átomos de otro material).
En el caso de los LEDs, el material conductor es típicamente de aluminio-galio. En esta mezcla, todos los átomos se conectan perfectamente a sus vecinos sin dejar ningún electrón libre (partículas cargadas negativamente) para conducir la corriente eléctrica. En un material mezclado para formar un semiconductor, los átomos adicionales cambian la balanza, añadiendo electrones libre o creando agujeros donde pueden ir los electrones. Cualquiera de estos añadidos hace el material más conductor.
Un semiconductor con electrones extra se llama un material del tipo N, ya que tiene partículas cargadas negativamente. En este tipo, los electrones libres se mueven de un área cargada negativamente a un área cargada positivamente. Un semiconductor con agujeros extra se llama del tipo P, ya que efectivamente tiene partículas extra cargadas positivamente.
Los electrones pueden saltar de agujero a agujero moviéndose de un área negativa a una positiva. Como resultado, los propios agujeros parece que se mueven de un área positiva a uno negativo.
Un diodo comprende una sección de material de tipo N vinculado a una sección de material de tipo P, con electrodos en cada lado. Es formato conduce electricidad en solo un sentido. Cuando no se aplica voltaje al diodo, los electrones del material tipo N llena los agujeros del material de tipo P a la vez que hace una unión en las capas.
En estas circunstancias, el material semiconductor es retornado a su estado aislante original – todos los agujeros son ocupados por lo que no hay electrones libres o espacios vacíos para los electrones, y la carga no puede fluir.
Para librarse de esta zona, hay que hacer que los electrones se muevan del área N al área P y los agujeros en la dirección contraria. Para hacerlo, se conecta el lado del tipo N del diodo a la terminación negativa del circuito, y la de tipo P a la terminación positiva. Los electrones libres en la parte N son repelidos por el electrodo negativo y movido al electrodo positivo.
Los agujeros en el material P se mueven al revés. Cuando la diferencia de voltaje entre los electrodos es suficientemente alta, los electrones en la zona creada son lanzados fuera de sus agujeros y se empiezan a mover libremente. Entonces la carga se mueve por el diodo.
Si intentas mover corriente en la dirección opuesta, con la parte P conectada al punto negativo y la parte N al positivo, la corriente no pasará. Los electrones negativos en el material de tipo N son atraídos por los electrodos positivos. Los agujeros positivos en el tipo P son atraídos por el electrodo negativo. No hay flujo de corriente por la unión porque los agujeros y los electrones se están moviendo en la dirección equivocada.
