ASÍ FUNCIONAN LOS DIODOS LEDs

Texto e ilustraciones José Antonio E. García Álvarez

Para obtener directamente luz de diferentes colores, los diodos LED se fabrican con una gran variedad de combinaciones de materiales semiconductores como son, por ejemplo: arseniuro de galio (GaAs), arseniuro de galio y aluminio (GaAlAs), fosfuro de galio (GaP), fosfuro de galio y arsénico (GaAsP), nitruro de galio e indio (GaInN) y otras combinaciones más.

Izquierda.- Lámpara LED multicolor diseñada para su empleo en la iluminación nocturna del agua de las piscinas. Esta lámpara se compone de múltiples triadas de diodos LEDs de colores primarios (RGB), que cuando se iluminan la mezcla de sus luces se percibe de diferentes colores, según sea la variación de la intensidad luminosa de cada LED en un momento dado. La lámpara que aparece en esta foto funciona con 12 volt (V) de corriente alterna (C.A.) y tiene un consumo de energía eléctrica de 25 watt. La parte frontal posee un diámetro de 16,5 cm y un fondo de 13,5 cm, incluyendo un casquillo normal de rosca Edison (E-27). Derecha.- Fragmento de la parte frontal de la misma lámpara, donde se puede observar la disposición de las triadas de diodos LED, cuando se encuentra apagada.

Piscina iluminada de noche con lámparas LED multicolor.

Hasta ahora ninguna combinación de materiales semiconductores proporciona directamente luz blanca. Para obtenerla se emplean dos técnicas diferentes: una de ellas emplea una triada de LEDs de colores primarios RGB (Red-Green-Blue / rojo-verde-azul), o lo que es igual, múltiples grupos de tres LEDs que emiten, de forma independiente, esos tres colores que al mezclarse el ojo humano los percibe como luz blanca, o con diferentes tonalidades de colores, cosa que ocurre al variar, de forma independiente, la intensidad luminosa de cada grupo de LED emisor de luz de un mismo color.

Otra técnica utilizada para obtener luz blanca es por medio de un solo LED que normalmente emite luz azul o cercana al ultravioleta. Para obtener luz blanca de ese LED, su chip se recubre con una capa de fósforo que absorbe o filtra la luz azul que éste emite. Cuando esa capa de fósforo es gruesa tiene un color amarillo obscuro (ocre) y en ese caso nuestro sentido de la vista percibe la luz que emite el chip como “cálida” (warm light), equivalente a la de una lámpara halógena. Por el contrario, cuando la capa de fósforo es más delgada, su color es amarillo claro, por lo que filtra menos la componente de luz azul que emite el chip. En ese caso la luz se percibe como “blanca fría” (cool light), similar a la de una lámpara fluorescente tradicional de tubo recto o circular, o una CFL de similares características.

A la luz cálida le corresponde, generalmente, una temperatura de color por debajo de los 3 400 K (kelvin), mientras que a la luz fría o de tonos azulados le corresponde una temperatura de color por encima de los 3 600 K.

Como aclaración y para evitar confusiones, la temperatura de color en grados kelvin (K) no guarda ninguna relación con la sensación de frío o calor que percibe el cuerpo humano al variar la temperatura ambiente, sino que sólo responde a la forma en que el ojo humano percibe los colores, a saber: los tonos azules y violáceos como “fríos”, mientras que los amarillos y rojizos como “cálidos”, de la misma forma que se considera en pintura.