Existen dos tipos de semiconductores, estos pueden ser de tipo-p o de tipo-n.

En los semiconductores tipo-p existe un exceso de cargas positivas o “agujeros” mientras que en los de tipo-n hay un mayor número de cargas negativas o electrones.

Un diodo esta compuesto por una sección de semiconductor tipo-n unida a una sección de semiconductor tipo-p, con electrodos a cada lado, esta composición se conoce con el nombre de “unión p-n” y permite fácilmente el flujo de electrones del lado tipo-p o ánodo hacia el lado tipo-n o cátodo pero no en la otra dirección.

 

 uniónp-n

Cuando no se aplica voltaje al diodo, los electrones libres del semiconductor tipo-n se “insertan” en los agujeros del semiconductor tipo-p, lo cual forma una zona llamada “zona de agotamiento” por la cual no puede fluir la corriente eléctrica, esta región recibe su nombre derivado del hecho que en ella, básicamente se han agotado todos transportadores de carga, es decir, electrones libres(-) o agujeros(+).

Para hacer que la corriente fluya nuevamente es necesario conectar el lado tipo-n del diodo a la terminal negativa de un circuito eléctrico y el lado tipo-p a la terminal positiva, los electrones que vienen de la terminal negativa repelen a los electrones que se encuentran en los agujeros de la zona de agotamiento lo cual los pone en movimiento hacia el lado tipo-p y a la vez pone a los agujeros en movimiento hacia el lado  tipo-n reestableciendo el flujo de carga.

Si se conecta el diodo de forma inversa, es decir, conectamos el electrodo del lado tipo-n a la terminal positiva del circuito, los electrones (cargados negativamente) son atraídos hacia la terminal positiva del circuito y los agujeros (cargados positivamente) son atraídos hacia la terminal negativa del circuito, haciendo la zona de agotamiento aun mayor, impidiendo el flujo de carga.

Cada vez que un electrón llena un agujero, cambia su nivel de energía, a nivel atómico lo que ocurre en un LED es lo siguiente:

1.    En el material semiconductor tipo-p existen “agujeros” con carga positiva.
2.    Cuando un electrón “cae” en uno de estos agujeros, se mueve de la banda de conducción a la banda de valencia
3.    Cuando el electrón pasa a la banda de valencia, disminuye su nivel de energía
4.    La energía que se libera lo hace en la forma de un fotón dependiendo de la “cantidad” de energía que se libere.

Muchos diodos emiten radiaciones de este tipo que son invisibles al ojo humano, por ejemplo, los diodos infrarrojos que se encuentran en los aparatos de control remoto de los televisores están hechos de silicio en donde el “salto” que dan los electrones al caer en los agujeros es relativamente pequeño.

Los diodos que emiten luz visible lo hacen gracias a que su material semiconductor está hecho de aleaciones especiales que incluyen elementos como Aluminio, Galio, Indio y algunos otros, en estos, el salto de los electrones es mayor, liberando mas energía.

 

En la próxima página veremos más acerca de los LEDs...