El salto de banda fija el color
Un LED es una unión PN donde la corriente directa hace que electrones y huecos se recombinen directamente en la unión en lugar de solo difundirse a través de ella. Cada recombinación libera su energía como un fotón, y la energía del fotón — su color — la fija el salto de banda del semiconductor, no un tinte ni un filtro. Por eso la tensión directa salta por familia de material en vez de variar suavemente con la longitud de onda: los LED rojo, naranja y amarillo usan AlGaInP o GaAsP con un salto de banda de unos 2 V, mientras que el verde, el azul y el blanco con fósforo usan InGaN, cuyo salto más ancho exige superar los 3 V para conducir.
Por qué todo LED necesita una resistencia en serie
Pasado el codo de encendido, la corriente sube con la tensión de forma tan pronunciada que una fracción de voltio puede ser la diferencia entre un brillo tenue y un chip quemado. Una bombilla incandescente se autolimita porque la resistencia del filamento sube al calentarse; una unión de diodo hace justo lo contrario, así que nada interno frena la corriente. En la práctica solo la resistencia del cuerpo y de las patillas dentro del encapsulado la retiene algo, y eso no basta por sí solo — por eso todo circuito real alimenta un LED a través de una resistencia en serie, o de un driver de corriente constante, nunca directamente desde una fuente de tensión.
Cómo leer el datasheet
Los datasheets de LED especifican la tensión directa a una corriente de prueba indicada, en vez de una corriente de saturación, junto con la intensidad luminosa en milicandelas o el flujo en lúmenes, un ángulo de visión y una corriente directa máxima que el chip soporta sin fallar. Si empuja la corriente muy por encima de ese valor, la salida de luz no sigue el ritmo — el droop de eficiencia hace que cada miliamperio adicional aporte proporcionalmente menos brillo, y el calor reduce aún más la salida. La tensión inversa admisible también es inusualmente baja comparada con un diodo rectificador, ya que la unión de un LED nunca se diseñó para bloquear un campo inverso alto.
Dónde se utiliza
Los LED sirven como luces indicadoras, segmentos en displays de siete segmentos y matriz de puntos, y retroiluminación en casi cualquier pantalla. Los LED azules recubiertos con fósforo amarillo producen luz blanca con la eficiencia suficiente para haber desplazado a las bombillas incandescentes y fluorescentes en iluminación general, y los LED infrarrojos accionan mandos a distancia y optoacopladores. Más allá de unos pocos LED, una sola resistencia suele sustituirse por un circuito driver de corriente constante dedicado, que regula el brillo con mucha más precisión y eficiencia de lo que una resistencia jamás podría.