Diodos emisores de luz, mezcla de electrónica y alquimia moderna.

Una de las cosas que más me inquieta es el hecho de que todo lo conocido en el Universo, incluidos los seres vivos, estamos hechos del mismo tipo de partículas. Estas partículas fundamentales son los átomos, y sólo es el número de átomos enlazados con una precisión inmejorable lo que marca las diferencias para crear los elementos que componen a la materia en sus distintos estados.

Los pequeños enlaces entre átomos encierran la fuerza más grande conocida por el hombre; y es precisamente ese fino equilibrio entre materia y energía lo que obliga a un amante de la luz a estudiar con detenimiento la tabla periódica de los elementos.

Los “alquimistas modernos” han organizado todos los elementos que conocemos en una tabla que agrupa a los que comparten cualidades similares, esto nos permite comprender las capacidades y límites físicos de cada grupo de elementos y como resultado conocemos su comportamiento al ser afectado por las distintas manifestaciones de la energía, tales como el calor, la electricidad, y desde luego la luz.

La energía fuera de control es peligrosa e inútil, en cambio la energía entregada  de manera gentil y en proporciones adecuadas es lo que permite al hombre iluminar y mover su mundo. Aunque el grupo de los metales como el aluminio, el cobre y el oro son excelentes conductores de energía, en esta ocasión hablaremos de aquellos que la conducen de una manera extremadamente controlada, lo que ha permitido alcanzar grandes avances en la electrónica y la iluminación.

Mediante la combinación de los elementos de los grupos conocidos como metales, metaloides y no metales, el hombre ha desarrollado un artefacto llamado diodo, que a través de una relación PN (positivo-negativo) le permite conducir la energía en una sola dirección, teniendo mayor control sobre la cantidad y la dirección que debe tomar la energía en el circuito electrónico.

Los elementos con los que se fabrica  un diodo, principalmente el Silicio y el Galio, son combinados con un metal para conseguir una saturación considerable de una carga positiva (P) y una carga negativa (N).

En el extremo conocido como ánodo se coloca una fina mezcla de material de carga positiva y en el otro extremo, conocido como cátodo, se debe colocar una porción igual de material de carga negativa. Los materiales deben quedar aislados por un separador que evita que se combinen, permitiendo así el paso de la energía de un extremo a otro. La combinación de los materiales anularía la polarización del diodo, y éste permitiría el paso de la electricidad de manera libre en ambos sentidos.

	Ver también: Conociendo un poco de la historia del LED

Los diodos trabajan con corrientes eléctricas muy bajas, por lo que generalmente se incluye una resistencia en el circuito que evita la avería provocada por una sobrecarga eléctrica. También es importante conocer que la polarización incorrecta de un diodo provocaría que la fina relación PN se rompa y, por consiguiente, dejaría de funcionar. Para evitar este trágico suceso, se ha llegado a la convención de que el ánodo siempre contará con un filamento de conexión “patita” de mayor longitud que el del cátodo.

Todos los diodos emiten radiaciones en forma de fotones, como el diodo de Arseniuro de Galio (GaAs) que emite una radiación infrarroja con una longitud de onda de 940 nm, lo que lo ubica fuera de rango visible para el ojo humano. El fenómeno que cautiva a los amigos de las sombras, sucede cuando se hace circular una corriente eléctrica en algunos metaloides y no metales. Éstos tienen la impresionante capacidad de emitir una radiación electromagnética, a este fenómeno se le conoce como electroluminiscencia.

Con la inclusión del Fósforo se logró conseguir el LED de color amarillo, que al combinarlo con el Galio (Ga) de color rojo desemboca en el desarrollo de los LEDs anaranjado, amarillo y rojo hechos de Arseniuro Fosfuro de Galio (GaAsP). Estos LEDs eran de baja intensidad por lo que, durante cuatro décadas, sus aplicaciones se limitaron principalmente a controles remotos y señales luminosas en tableros de electrodomésticos.

Los LEDs ultravioletas, hechos de Carbono (C), y los de color azul, fabricados de Nitruro de Galio e Indio (InGaN), con una longitud de onda de 450 nm; y el de Carburo de Silicio (SiC) en los 480 nm, se desarrollaron en la década de los noventa y con esto fue posible desarrollar el modelo RGB en los LEDs que permite la combinación de los colores rojo, verde y azul, obteniendo una gama de miles de colores incluyendo los blancos.

Debemos tener en cuenta que los elementos con los que se fabrican los LEDs poseen límites físicos que impiden alcanzar los colores teóricos necesarios para la reproducción del modelo RGB. Por esta simple razón es necesario tener extremo control de calidad de los materiales y los procesos de fabricación, ya que si la mezcla de materiales es de mala calidad se obtendrá como resultado una luz de mala calidad.

Para integrar los LEDs en la iluminación se han realizado grandes desarrollos integrando ópticas súper finas a estos dispositivos que nos permiten entregar de manera eficiente la luz y nos ofrecen  una gama completa de temperaturas de color y una alternativa real en la iluminación profesional, sin olvidar la constante búsqueda de una fuente de luz sustentable y amable con el medio ambiente.