title: Pólvora

text: Para una combustión rápida, se utiliza carbón producido por pirólisis de madera a 500 °C. Los mejores resultados se obtienen con carbón de Rhamnus Frangula, Solanum Mauritianum, ciruela doméstica, Salix Caprea o Fraxinus americana. El azufre y el carbono deben reducirse a un polvo con partículas de menos de 80 micrómetros antes de mezclarlo con un molino de bolas. Posteriormente se agrega una mezcla de nitrato de sodio y alcohol y luego todo se mezcla en una licuadora, o en una mezcladora, para obtener una mezcla muy homogénea. Finalmente, la mezcla se seca a baja temperatura y se reduce suavemente a polvo usando una mano de mortero. Así obtienes un polvo negro que arde como un destello.


title: Pólvora

text: El clorato de potasio no es higroscópico y funciona mejor que el nitrato de potasio, pero la combustión junto al carbón y al azufre se hace mucho más rápidamente, siendo casi explosiva; por ello se usa en pirotecnia. Las cantidades de cada componente son: 50% KClO, 35% carbón y 15% azufre. El azufre ayuda en la combustión, porque cuando se quema, se produce dióxido y trióxido de azufre, SO y SO, y al juntarse con moléculas de agua procedentes, no de la combustión, sino de la humedad, se producen ácido sulfúrico (HSO) y sulfuroso (HSO), que reaccionan violentamente con el clorato de potasio, haciendo que se descomponga muy rápidamente.


title: Pólvora

text: Aunque aún se pueda encontrar este tipo de pólvora para los fines descritos anteriormente, ésta fue desplazada por la pólvora nitrocelulósica o sin humo en la última década del , substituyéndola totalmente por las notables ventajas que tenía sobre la otra.


title: Pólvora

text: Aun cuando este fenómeno parece efectuarse instantáneamente, es un hecho comprobado que se verifica de una manera progresiva y empleándose un tiempo más o menos largo, el necesario, no tan solo para que la inflamación se propague a toda la masa de pólvora que constituye una carga, sino también para la combustión total de cada grano. Para calcular la cantidad de pólvora quemada en un tiempo dado, deduciendo de ella la de los gases producidos se hace preciso tener en cuenta la mayor o menor rapidez, o sea la velocidad de cada uno de los dos fenómenos que constituyen el de la deflagración, que son: la inflamación y la combustión, entendiéndose por inflamación la propagación del calor a toda la carga, por efecto de la fuerza expansiva de los gases a la alta temperatura con que se producen desde el primer instante, y por combustión las combinaciones que tienen lugar entre los elementos de cada grano o de todos los que forman la carga.


title: Pólvora

text: La inflamación puede producirse por el choque de hierro sobre hierro, hierro sobre latón y latón sobre latón, es menos fácil chocando hierro sobre cobre y cobre sobre cobre; se produce además, por el de bronce sobre cobre, hierro sobre mármol, cuarzo sobre cuarzo, plomo sobre plomo, plomo sobre madera, muy raramente por el de cobre sobre madera y nunca por el de madera sobre madera, observándose que la interposición de una hoja de papel entre los cuerpos que chocan, hace que la inflamación se favorezca. Se produce también la inflamación de la pólvora por la elevación de temperatura. Según las experiencias de Piobert comprobadas por Horsley es preciso para esto, que la temperatura llegue a ser de 300° a 315° y según Leygue y Champion basta sea 283° para la pólvora de caza y 293º para la de guerra. Cuando la temperatura se eleva de una manera gradual, se funde el azufre antes de llegar a los 300° unen los granos formando una pasta: si continúa elevándose la temperatura, puede vaporizarse el azufre y arrastrar en parte al carbón, llegando a descomponerse la pólvora sin deflagrar, siempre que no se llegue a la temperatura de ebullición del primero. Para la determinación de la temperatura de inflamación de la pólvora, emplearon Leygue y Champion una barra de cobre que calentaban por sus extremidades, aislando el foco de calor por medio de una pantalla para impedir la radiación: observaban la temperatura en diferentes puntos de la barra que distaban entre sí una magnitud fija, para lo que se valían de termómetros colocados en unas cavidades abiertas en ella y llenas de aceite. Cuando permanecía constante la temperatura marcada en los termómetros, colocaban en la extremidad más fría de la barra la pólvora sometida a la experiencia, aproximándola al otro extremo hasta tanto que se verificaba la inflamación o descomposición.


title: Pólvora

text: Las cifras expresadas no deben ser tomadas como precisas, sin embargo si considerarlas, como indicando invariablemente la temperatura de inflamación de la pólvora; sirven tan solo para marcar un punto alrededor del cual oscilan las diversas clases de pólvora. La divergencia que se nota en ellas debe principalmente atribuirse, al estado de trituración de los ingredientes, siendo tanto mayor la temperatura necesaria para la inflamación cuanto más perfecta sea aquella.


title: Pólvora

text: El contacto de cuerpos inflamados es también causa de que la pólvora deflagre, siendo en este caso necesario que la temperatura sea muy elevada, habiéndose observado que una llama puede estar algunos segundos tocando a la pólvora sin que tal fenómeno se produzca.


title: Pólvora

text: El mejor medio y más seguro para producir la inflamación de la pólvora es por el contacto de cuerpos en ignición.


title: Pólvora

text: Diversas son las causas que pueden favorecer o retardar la inflamación. Estando húmeda la pólvora, se retarda, lo que es debido a la pérdida de calórico para evaporar el agua, pudiendo suceder que si la humedad es grande, no deflagre y solo se produzca una combustión lenta: las pólvoras angulosas son más fácilmente inflamables que las redondas y más también las no pavonadas que las que lo están.


title: Pólvora

text: Un ejemplo más claro de la deflagración de la pólvora es en el disparo de una bala mediante un arma de fuego.


title: Pólvora

text: Existen varios métodos para la determinación de restos de pólvora en las manos del tirador, que lo que hacen es utilizar reactivos más eficaces que la difenilamina, pero que no pueden solucionar los problemas de los falsos negativos, ya que siempre dependen que el disparo deje o no restos de pólvora en las manos del tirador. Lo que si se hace es utilizar otros componentes de las pólvoras para obtener el positivo, que no sean esos elementos, tan generalizados, en el medio ambiente, lo cual puede determinar con absoluta certeza que efectivamente se haya producido el disparo, ya que ello constituiría un falso positivo. No se conoce aún el método que puede determinar la existencia de la pólvora en general y no de algunos de sus componentes, como sucede en cualquier método químico o físico.


title: Pólvora

text: El método de Maloney se utiliza para la determinación de componentes de la pólvora la brusina, o sea la dimetoxiestricnina, en medio sulfúrico, que es más eficaz que la difenilamina.


title: Pólvora

text: Igualmente se emplean métodos que sirven al mismo tiempo para determinar la existencia de restos de pólvoras en otros elementos, como ropa, piel en orificios de entradas (tatuajes y/o ahumamientos), u otros elementos en donde exista un impacto de proyectil de arma de fuego a cortas distancias.


title: Pólvora

text: El realizado con microscopio de barrido electrónico es un método muy moderno, que analiza los elementos químicos que contiene el soporte que se requiere analizar, dando cantidad y calidad al mismo tiempo, es decir cuales elementos químicos contiene y cuantos. Es un método aconsejable, con el que se pueden analizar los residuos extraídos con los elementos señalados, o el taco de piel en la zona que se quiere analizar. Debemos aclarar que si bien es mucho más exacto que los métodos anteriores, también analiza algunos componentes de las pólvoras, pero no la pólvora en su conjunto. Lo interesante del tema, es que si conocemos cuales son los componentes de la pólvora que se desean analizar, se puede saber con más exactitud si es pólvora y de que marca.


title: Pólvora

text: El simple contacto con un arma de fuego deja residuos en sus manos, que pueden ser detectados con los métodos de análisis de laboratorio. Los resultados positivos, no indican incondicionalmente que una persona haya disparado un arma de fuego.


title: Pólvora

text: Los controles de contaminación de residuos metálicos de los materiales usados en los laboratorios fueron procesados por varias pruebas, y comprobando que existe la posibilidad de que en ciertos materiales, como el agua, ácido nítrico, recipiente de plástico, vidrios, etc., puedan contribuir para dar falso positivo, así mismo se debe mantener un constante control de fuentes que promueven una contaminación que no sea de laboratorios solamente).


title: Pólvora

text: La identificación de rastros de pólvora puede llevarse a cabo mediante tres tipos de investigaciones:


El Tratado de Libre Comercio de América del Norte (TLCAN), en inglés North American Free Trade Agreement (NAFTA) y en francés Accord de libre-échange nord-américain (ALÉNA), es una zona de libre comercio entre Canadá, Estados Unidos y México. El Tratado permite reducir los costos para promover el intercambio de bienes entre los tres países.


title: Tratado de Libre Comercio de América del Norte

text: Este acuerdo es una ampliación del antiguo Tratado de Libre Comercio de Canadá y Estados Unidos que fue firmado el 4 de octubre de 1988 para la formalización de la relación comercial entre los dos países. En 1990, el bloque entró en negociaciones para ser reemplazado por un tratado que incluyera a México.


text: El 10 de junio de 1990, Canadá, Estados Unidos y México acordaron establecer un tratado de libre comercio. El 5 de febrero de 1991 iniciaron las negociaciones del TLCAN; El día 8 de julio, tiene lugar la primera reunión de jefes de negociación, en Washington, D.C., por parte de México el jefe negociador fue; Jaime Serra Puche, por parte de Estados Unidos de Norteamérica; Carla Hills y por parte de Canadá; Michael Wilson.


text: El Acuerdo Comercial fue firmado por el presidente estadounidense George H. W. Bush, el 8 de diciembre de 1992; por el primer ministro canadiense Brian Mulroney, el 11 de diciembre de 1992; y por el presidente mexicano Carlos Salinas de Gortari, el 14 de diciembre de 1992. Asimismo, los tres países lo firmaron el 17 de diciembre de 1992 y entró en vigor a partir del 1 de enero de 1994, cuando se cumplió con el procedimiento de ratificación por parte del poder legislativo de cada país que lo suscribió.


text: Al firmarse el TLCAN se planteó un plazo de 15 años para la eliminación total de las barreras aduaneras entre los tres países. Además, se acordó que debían ser retiradas las restricciones existentes al comercio de varios productos, incluyendo vehículos de motor y piezas para estos, las computadoras, los textiles y la agricultura. El tratado también protege los derechos de propiedad intelectual (patentes, derechos de autor y marcas comerciales) y destacó la eliminación de las restricciones de inversión entre los tres países. Medidas relativas a la protección de los trabajadores y el medio ambiente se añadieron más tarde como resultado de acuerdos complementarios firmados en 1992.


text: A diferencia de la Unión Europea, el TLCAN no crea un conjunto de organismos gubernamentales supranacionales ni crea un cuerpo de leyes por encima de las leyes nacionales de cada país. El TLCAN es un tratado en virtud del derecho internacional. Bajo las leyes de los Estados Unidos, se clasifica como un acuerdo ejecutivo del Congreso, lo que refleja un sentido peculiar del término «tratado» en el derecho constitucional de los Estados Unidos, donde el mismo no queda sujeto a las prácticas del derecho internacional o sujeto a las leyes de otros Estados.


text: Hay quienes sostienen que este tratado para el comercio regional en América del Norte benefició a la economía mexicana, y ayudó a enfrentar la competencia planteada por Japón y la Unión Europea. Sin embargo, otros argumentan que Canadá y México se convirtieron en «colonias» de los EE.UU., y que, como consecuencia del TLCAN, aumentó la pobreza en México y agravó el desempleo en los EE.UU. Hacer el dólar la única moneda en las transacciones comerciales entre los socios del TLCAN implicó una seria resistencia por parte de la sociedad mexicana e incluso por ciertos sectores del gobierno donde existía el miedo a la pérdida de la identidad nacional mexicana. Hasta el 2009, el proceso de integración fue completado, si bien México está más ligado a los Estados Unidos que a Canadá.


text: El 30 de septiembre de 2018, se anunció que Estados Unidos, México y Canadá habían llegado a un acuerdo para reemplazar el TLCAN con el Tratado entre México, Estados Unidos y Canadá (T-MEC o USMCA por sus siglas en inglés). El T-MEC, firmado el 30 de noviembre de ese año, es el resultado de la renegociación del TLCAN que los estados miembros realizaron entre 2017 y 2018, aunque el TLCAN seguirá vigente hasta que sus miembros lo ratifiquen.


text: El tratado estableció una serie de instituciones de tipo trinacional para administrar y vigilar la correcta implementación de las disposiciones del tratado. Entre ellas se cuentan:


text: La Comisión de Libre Comercio; Un Grupo de coordinadores del TLCAN; Grupos de trabajo y comités del TLCAN; Un Secretariado del TLCAN; Una Comisión para la Cooperación Laboral; y una Comisión para la Cooperación Ambiental.


text: Con respecto a alcanzar objetivo del TLCAN de eliminar las barreras al comercio y la inversión entre los EE.UU., Canadá, y México, en la implementación del TLCAN a partir del 1.º de enero de 1994 estableció cinco etapas de desgravación arancelaria.


text: El TLCAN ha estado en debate desde su implementación en 1994. Por una parte hay una serie de organizaciones sociales y personas que han mostrado su desacuerdo basándose en que el Tratado ha desmantelado la industria nacional y ha traído muchos problemas a México por ser un país no anglosajón, por ejemplo el presidente de Estados Unidos Donald Trump ha demostrado su disconformidad al Tratado, pero al mismo tiempo, una serie de organismos empresariales lo han defendido.


text: Para México el Tratado permite que la industria que se reconfigura para atender las necesidades del mercado de Estados Unidos tenga acceso a tecnologías modernas lo que permite elevar su productividad. Sin embargo aquellas empresas establecidas en México que no están figuradas para atender el mercado de Estados Unidos quedan en desventaja, ya que no cuentan con la tecnología necesaria para ser competitivas frente a las empresas norteamericanas cuyo capital humano y uso recurrente de tecnología de punta reduce costos y aumenta la productividad.


text: En el marco del TLCAN, el incremento de las exportaciones mexicanas fue menor que el de sus importaciones, compuestas en un 70 % por bienes intermedios; el PIB per cápita creció apenas un 1,7 % promedio entre 1994 y 2000; las remuneraciones medias reales bajaron un 2,6 %; las desigualdades en la distribución del ingreso aumentaron considerablemente. México es el segundo mercado para las exportaciones de los EE.UU. (15.7% del total) y su segunda fuente de importaciones (13.4% del total).


text: El interés por México se justifica porque Estados Unidos prevé un aumento de sus importaciones de petróleo para los próximos años y México es uno de los principales países exportadores de petróleo fuera de la OPEP.


text: El petróleo y el gas natural que se explotan en la costa del golfo constituyen la principal fuente de ingresos de México, representando solamente el petróleo el 32 % del total de los recursos. Más de la mitad de la producción procede de los yacimientos marinos del golfo de México. Las reservas encontradas se estiman en aproximadamente millones de toneladas.


text: El Tratado permite que los productores o asociaciones de productores tengan derecho a señalar casos de dumping. Y aplicar medidas antidumping, denunciar subsidios, si es que se demuestra que el país vecino lo emplea, aplicar derechos compensatorios, o denunciar algún otro daño.


text: En el caso de México, la tasa nacional de pobreza fue mayor en 2018 que en 1994. Durante este período, México se ubicó en el puesto 15 de 20 países latinoamericanos en términos de crecimiento del PIB per cápita. Casi cinco millones de agricultores han perdido sus empleos, incapaces de competir con el maíz estadounidense subsidiado. Esta perturbación contribuyó a un fuerte aumento de la emigración a los Estados Unidos entre 1994 y 2000.


text: Desde su implementación en 1994, el TLCAN ha estado en el centro de la controversia. Sus críticos señalan que afectó sectores clave de la industria nacional, como el agrícola en México, porque ingresan más productos agrícolas de EE. UU. al mercado nacional que los mismos productos en el país. Así como la pérdida masiva de empleos generada en el sector maquilador en EE.UU., debido a que muchas compañías ahora prefieren instalar sus ensambladoras atraídas por la mano de obra barata y la cercanía geográfica. Y dichas fábricas obtienen grandes ganancias de estas ventajas en México.


text: El Tratado por su envergadura ha generado beneficios para los países pero también perjuicios económicos en algunos sectores. Según diferentes análisis el nivel de pobreza extrema de México subió rápidamente desde la implantación del acuerdo en 1994, pasando de un 16 % a un 28 % solo en los primeros cinco años. Cinco millones de campesinos abandonaron sus tierras, elevando el desempleo urbano en México y aumentando la migración de campesinos a EE. UU., generando presiones políticas en el gobierno de EE. UU. y muchas críticas al gobierno de México.


text: El aumento en los flujos migratorios responde a diversas causas, una de ellas es que México ha tenido problemas para que el crecimiento económico se mantenga y esto a su vez, no ha permitido que se presenten las condiciones para la generación de empleos formales; lo cual deriva en incremento del número de personas que se dedican al empleo informal. Así, la diferencia en los salarios de México respecto a los de EE. UU. se hace más grande y el interés de los mexicanos por ir a trabajar al país vecino, más frecuente.


text: Con la firma del TLCAN, México incrementó considerablemente sus exportaciones, principalmente hacia EE. UU. Hubo un aumento de 31.1 a 94.6 millones de dólares solo en el lapso de 1991 a 1998, convirtiéndose en el segundo socio comercial de la Unión Americana. Sin embargo, esto provocó que aumentara la dependencia comercial de un solo destino.


text: Otro problema que se suscita con la Inversión Extranjera Directa, es que amplía la desigualdad entre las entidades federativas. Las inversiones más importantes se hacen en donde hay una mayor infraestructura productiva, pues las empresas requieren de vías de comunicación eficientes, para que haya una rápida movilidad y que sus mercancías circulen. Ejemplo: Ciudad de México, Nuevo León, Estado de México y Chihuahua. En cambio, las entidades que menor IED han recibido son: Chiapas, Tlaxcala, Zacatecas, Oaxaca, etc., que son las de infraestructuras menos desarrolladas.


text: En México, el sector del aparato productivo beneficiado, ha sido muy limitado y corresponde al que se vincula con "la innovación y la modernización tecnológica, mientras que la otra parte, que es la gran mayoría de las unidades económicas, tienen baja productividad y baja capacidad para absorber el cambio tecnológico."


text: Anterior al Tratado, México sostenía las exportaciones en el rubro del petróleo. Posteriormente, con la liberalización económica, las exportaciones ya no fueron expresamente de petróleo, sino también de productos manufacturados como: partes para automóvil, computadoras, equipos eléctricos, entre otros. No obstante, el problema fue que el desarrollo no abarcó a todas las actividades productivas de México. Sí hubo sectores con mayor presencia en los mercados internacionales, pero otros se retrajeron.


text: Se suponía que mediante la apertura a la inversión extranjera directa y la expansión de las exportaciones, en México se generaría un dinamismo económico tal, que haría posible reducir la diferencia entre el PIB per cápita mexicano y el estadounidense. Sin embargo ocurrió lo contrario.


text: (…)La cláusula o principio que se convierte en norma del trato nacional del TLCAN, junto con las disposiciones ordinarias establecidas en México rompieron y siguen rompiendo con el orden constitucional, a partir de que es la Constitución la que se ha adaptado al Tratado, y no este a la Constitución, como las voces oficiales del momento 1992-1994 propalaron(…)</small>


text: El Presidente de Estados Unidos por el Partido Republicano, Donald Trump, anunció durante la campaña electoral que buscaría renegociar el tratado de libre comercio con el gobierno de México y que de no lograr un acuerdo satisfactorio para los intereses del país, su gobierno se podría retirar del TLCAN.


text: México también ha advertido que podría abandonar el TLCAN, si es que no logra obtener mayores beneficios en la renegociación, en respuesta al presidente Donald Trump, que comenzaría pronto la renegociación del TLCAN con Canadá y México. El presidente Enrique Peña Nieto, anunció un plan de diversificación comercial con otros países, que incluye negociar pactos bilaterales con otros países del mundo.


text: En septiembre de 2018, se anunció que Estados Unidos, México y Canadá habían llegado a un acuerdo para reemplazar el TLCAN con el Tratado entre México, Estados Unidos y Canadá (T-MEC o USMCA por sus siglas en inglés)


title: Led

text: Un diodo emisor de luz o led (también conocido por la sigla "LED", del inglés "light-emitting diode") es una fuente de luz constituida por un material semiconductor dotado de dos terminales. Se trata de un diodo de unión p-n, que emite luz cuando está activado. Si se aplica una tensión adecuada a los terminales, los electrones se recombinan con los huecos en la región de la unión p-n del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. Este efecto se denomina electroluminiscencia, y el color de la luz generada (que depende de la energía de los fotones emitidos) viene determinado por el ancho de la banda prohibida del semiconductor. Los ledes son normalmente pequeños (menos de 1 mm²) y se les asocian algunos componentes ópticos para configurar un patrón de radiación.


title: Led

text: Los primeros ledes fueron fabricados como componentes electrónicos para su uso práctico en 1962 y emitían luz infrarroja de baja intensidad. Estos ledes infrarrojos se siguen empleando como elementos transmisores en circuitos de control remoto, como son los mandos a distancia utilizados dentro de una amplia variedad de productos de electrónica de consumo. Los primeros ledes de luz visible también eran de baja intensidad y se limitaban al espectro rojo. Los ledes modernos pueden abarcar longitudes de onda dentro de los espectros visible, ultravioleta e infrarrojo, y alcanzar luminosidades muy elevadas.


title: Led

text: Los primeros ledes se emplearon en los equipos electrónicos como lámparas indicadoras en sustitución de las bombillas incandescentes. Pronto se asociaron para las presentaciones numéricas en forma de indicadores alfanuméricos de siete segmentos, al mismo tiempo que se incorporaron en los relojes digitales. Los recientes desarrollos ya permiten emplear los ledes para la iluminación ambiental en sus diferentes aplicaciones. Los ledes han permitido el desarrollo de nuevas pantallas de visualización y sensores, y sus altas velocidades de conmutación permiten utilizarlos también para tecnologías avanzadas de comunicaciones.


title: Led

text: Hoy en día, los ledes ofrecen muchas ventajas sobre las fuentes convencionales de luces incandescentes o fluorescentes, destacando un menor consumo de energía, una vida útil más larga, una robustez física mejorada, un tamaño más pequeño así como la posibilidad de fabricarlos en muy diversos colores del espectro visible de manera mucho más definida y controlada; en el caso de ledes multicolores, con una frecuencia de conmutación rápida.


title: Led

text: Estos diodos se utilizan ahora en aplicaciones tan variadas que abarcan todas las áreas tecnológicas actuales, desde la Bioingeniería, la Medicina y la Sanidad, pasando por la nanotecnología y la computación cuántica, los dispositivos electrónicos o la iluminación en la ingeniería de Minas; entre los más populares están la retroiluminación de pantallas de TV y ordenador, así como de dispositivos móviles la luz de navegación de los aviones, los faros delanteros de los vehículos, los anuncios publicitarios, la iluminación en general, los semáforos, las lámparas de destellos y los papeles luminosos de pared. Desde el comienzo de 2017, las lámparas led para la iluminación de las viviendas son tan baratas o más que las lámparas fluorescentes compacta de comportamiento similar al de los ledes. También son más eficientes energéticamente y, posiblemente, su eliminación como desecho provoque menos problemas ambientales.


title: Led

text: El fenómeno de la electroluminiscencia fue descubierto en 1907 por el experimentador británico Henry Joseph Round, de los laboratorios Marconi, usando un cristal de carburo de silicio y un detector de bigotes de gato. El inventor soviético Oleg Lósev informó de la construcción del primer led en 1927. Su investigación apareció en revistas científicas soviéticas, alemanas y británicas, pero el descubrimiento no se llevó a la práctica hasta varias décadas más tarde. Kurt Lehovec, Carl Accardo y Edward Jamgochian interpretaron el mecanismo de estos primeros diodos led en 1951, utilizando un aparato que empleaba cristales de carburo de silicio, con un generador de impulsos y con una fuente de alimentación de corriente, y en 1953 con una variante pura del cristal.


title: Led

text: Rubin Braunstein, de la RCA, informó en 1955 sobre la emisión infrarroja del arseniuro de galio (GaAs) y de otras aleaciones de semiconductores. Braunstein observó que esta emisión se generaba en diodos construidos a partir de aleaciones de antimoniuro de galio (GaSb), arseniuro de galio (GaAs), fosfuro de indio (InP) y silicio-germanio (SiGe) a temperatura ambiente y a 77 kelvin.


title: Led

text: En 1957, Braunstein también demostró que estos dispositivos rudimentarios podían utilizarse para establecer una comunicación no radiofónica a corta distancia. Como señala Kroemer, Braunstein estableció una línea de comunicaciones ópticas muy simple: tomó la música procedente de un tocadiscos y la procesó mediante la adecuada electrónica para modular la corriente directa producida por un diodo de GaAs Arseniuro de Galio. La luz emitida por el diodo de GaAS fue capaz de sensibilizar un diodo de PbS Sulfuro de Plomo situado a una cierta distancia. La señal así generada por el diodo de PbS fue introducida en un amplificador de audio y se trasmitió por un altavoz. Cuando se interceptaba el rayo luminoso entre los dos ledes, cesaba la música. Este montaje ya presagiaba el empleo de los ledes para las comunicaciones ópticas.


title: Led

text: En septiembre de 1961, James R. Biard y Gary Pittman, que trabajaban en Texas Instruments (TI) de Dallas (Texas), descubrieron una radiación infrarroja (de 900 nm) procedente de un diodo túnel que habían construido empleando un sustrato de arseniuro de galio (GaAs). En octubre de 1961 demostraron la existencia de emisiones de luz eficientes y el acoplamiento de las señales entre la unión p-n de arseniuro de galio emisora de luz y un fotodetector aislado eléctricamente y construido con un material semiconductor. Con base en sus descubrimientos, el 8 de agosto de 1962 Biard y Pittman produjeron una patente de título “Semiconductor Radiant Diode” (Diodo radiante semiconductor) que describía cómo una aleación de zinc difundida durante el crecimiento del cristal que forma el sustrato de una unión p-n led con un contacto del cátodo lo suficientemente separado, permitía la emisión de luz infrarroja de manera eficiente en polarización directa.


title: Led

text: A la vista de la importancia de sus investigaciones, tal como figuraban en sus cuadernos de notas de ingeniería y antes incluso de comunicar sus resultados procedentes de los laboratorios de General Electric, Radio Corporation of America, IBM, Laboratorios Bell o las del Laboratorio Lincoln del Instituto Tecnológico de Massachusetts, la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos les concedió una patente por la invención de los diodos emisores de luz infrarroja de arseniuro de galio (patente US3293513A de los EE.UU.), que son considerados como los primeros ledes de uso práctico. Inmediatamente después de la presentación de la patente, la TI inició un proyecto para la fabricación de los diodos infrarrojos. En octubre de 1962, Texas Instruments desarrolló el primer led comercial (el SNX-100), que empleaba un cristal puro de arseniuro de galio para la emisión de luz de 890 nm. En octubre de 1963, TI sacó al mercado el primer led semiesférico comercial, el SNX-110.


title: Led

text: El primer led con emisión en el espectro visible (rojo) fue desarrollado en 1962 por Nick Holonyak.Jr cuando trabajaba en la General Electric. Holonyak presentó un informe en la revista Applied Physics Letters el 1 de diciembre de 1962. En 1972 M. George Craford, un estudiante de grado de Holonyak, inventó el primer led amarillo y mejoró la luminosidad de los ledes rojo y rojo-naranja en un factor de diez. En 1976, T. P. Pearsall construyó los primeros ledes de alto brillo y alta eficiencia para las telecomunicaciones a través de fibras ópticas. Para ello descubrió nuevos materiales semiconductores expresamente adaptados a las longitudes de onda propias de la citada transmisión por fibras ópticas.


title: Led

text: Los primeros ledes comerciales fueron generalmente usados para sustituir a las lámparas incandescentes y las lámparas indicadoras de neón así como en los visualizadores de siete segmentos. Primero en equipos costosos tales como equipos electrónicos y de ensayo de laboratorio, y más tarde en otros dispositivos eléctricos como televisores, radios, teléfonos, calculadoras, así como relojes de pulsera. Hasta 1968, los ledes visibles e infrarrojos eran extremadamente costosos, del orden de 200 dólares por unidad, por lo que tuvieron poca utilidad práctica. La empresa Monsanto Company fue la primera que produjo de manera masiva ledes visibles, utilizando fosfuro de arseniuro de galio (GaAsP) en 1968 para producir ledes rojos destinados a los indicadores.


title: Led

text: Hewlett-Packard (HP) introdujo los ledes en 1968, inicialmente utilizando GaAsP suministrado por Monsanto. Estos ledes rojos eran lo suficientemente brillantes como para ser utilizados como indicadores, puesto que la luz emitida no era suficiente para iluminar una zona. Las lecturas en las calculadoras eran tan débiles que sobre cada dígito se depositaron lentes de plástico para que resultaran legibles. Más tarde, aparecieron otros colores que se usaron ampliamente en aparatos y equipos. En la década de los 70 Fairchild Optoelectrónics fabricó con éxito comercial dispositivos led a menos de cinco centavos cada uno. Estos dispositivos emplearon chips de semiconductores compuestos fabricados mediante el proceso planar inventado por Jean Hoerni de Fairchild Semiconductor. El procesado planar para la fabricación de chips combinado con los métodos innovadores de encapsulamiento permitió al equipo dirigido por el pionero en optoelectrónica, Thomas Brandt, lograr las reducciones de coste necesarias en Fairchild. Estos métodos siguen siendo utilizados por los fabricantes de los ledes.


title: Led

text: La mayoría de los ledes se fabricaron en los encapsulamientos típicos T1¾ de 5mm y T1 de 3mm, pero con el aumento de la potencia de salida, se ha vuelto cada vez más necesario eliminar el exceso de calor para mantener la fiabilidad. Por tanto ha sido necesario diseñar encapsulamientos más complejos ideados para conseguir una eficiente disipación de calor. Los encapsulamientos empleados actualmente para los ledes de alta potencia tienen poca semejanza con los de los primeros ledes.


title: Led

text: Los ledes azules fueron desarrollados por primera vez por Henry Paul Maruska de RCA en 1972 utilizando nitruro de Galio (GaN) sobre un substrato de zafiro.


title: Led

text: Se empezaron a comercializar los de tipo SiC (fabricados con carburo de silicio) por la casa Cree, Inc., Estados Unidos en 1989. Sin embargo, ninguno de estos ledes azules era muy brillante.


title: Led

text: El primer led azul de alto brillo fue presentado por Shuji Nakamura de la Nichia Corp. en 1994 partiendo del material Nitruro de Galio-Indio (InGaN). Isamu Akasaki y Hiroshi Amano en Nagoya trabajaban en paralelo, en la nucleación cristalina del Nitruro de Galio sobre substratos de zafiro, obteniendo así el dopaje tipo-p con dicho material. Como consecuencia de sus investigaciones, Nakamura, Akasaki y Amano fueron galardonados con el . En 1995, Alberto Barbieri del laboratorio de la Universidad de Cardiff (RU) investigaba la eficiencia y fiabilidad de los ledes de alto brillo y como consecuencia de la investigación obtuvo un led con el electrodo de contacto transparente utilizando óxido de indio y estaño (ITO) sobre fosfuro de aluminio-galio-indio y arseniuro de galio.


title: Led

text: En 2001 y 2002 se llevaron a cabo procesos para hacer crecer ledes de nitruro de galio en silicio. Como consecuencia de estas investigaciones, en enero de 2012 Osram lanzó al mercado ledes de alta potencia de nitruro de galio-indio crecidos sobre sustrato de silicio.


title: Led

text: El logro de una alta eficiencia en los ledes azules fue rápidamente seguido por el desarrollo del primer led blanco. En tal dispositivo un “fósforo” (material fluorescente) de recubrimiento Y Al O:Ce (conocido como YAG o granate de itrio y aluminio) absorbe algo de la emisión azul y genera luz amarilla por fluorescencia. De forma similar es posible introducir otros “fósforos” que generen luz verde o roja por fluorescencia. La mezcla resultante de rojo, verde y azul se percibe por el ojo humano como blanco; por otro lado, no sería posible apreciar los objetos de color rojo o verde iluminándolos con el fósforo YAG puesto que genera solo luz amarilla junto con un remanente de luz azul.


title: Led

text: Los primeros ledes blancos eran caros e ineficientes. Sin embargo, la intensidad de la luz producida por los ledes se ha incrementado exponencialmente, con un tiempo de duplicación que ocurre aproximadamente cada 36 meses desde la década de los 1960 (de acuerdo con la ley de Moore). Esta tendencia se atribuye generalmente a un desarrollo paralelo de otras tecnologías de semiconductores y a los avances de la óptica y de la ciencia de los materiales, y se ha convenido en llamar la ley de Haitz en honor a Roland Haitz.


title: Led

text: La emisión luminosa y la eficiencia de los ledes azul y ultravioleta cercano aumentaron a la vez que bajó el coste de los dispositivos de iluminación con ellos fabricados, lo que condujo a la utilización de los ledes de luz blanca para iluminación. El hecho es que están sustituyendo a la iluminación incandescente y la fluorescente.


title: Led

text: Los ledes blancos pueden producir 300 lúmenes por vatio eléctrico a la vez que pueden durar hasta 100000 horas. Comparado con las bombillas de incandescencia esto supone no solo un incremento enorme de la eficiencia eléctrica sino también un gasto similar o más bajo por cada bombilla.


title: Led

text: Una unión P-N puede proporcionar una corriente eléctrica al ser iluminada. Análogamente una unión P-N recorrida por una corriente directa puede emitir fotones luminosos. Son dos formas de considerar el fenómeno de la electroluminiscencia. En el segundo caso esta podría definirse como la emisión de luz por un semiconductor cuando está sometido a un campo eléctrico. Los portadores de carga se recombinan en una unión P-N dispuesta en polarización directa. En concreto, los electrones de la región N cruzan la barrera de potencial y se recombinan con los huecos de la región P. Los electrones libres se encuentran en la banda de conducción mientras que los huecos están en la banda de valencia. De esta forma, el nivel de energía de los huecos es inferior al de los electrones. Al recombinarse los electrones y los huecos una fracción de la energía se emite en forma de calor y otra fracción en forma de luz.


title: Led

text: El fenómeno físico que tiene lugar en una unión PN al paso de la corriente en polarización directa, por tanto, consiste en una sucesión de recombinaciones electrón-hueco. El fenómeno de la recombinación viene acompañado de la emisión de energía. En los diodos ordinarios de Germanio o de Silicio se producen fonones o vibraciones de la estructura cristalina del semiconductor que contribuyen, simplemente, a su calentamiento. En el caso de los diodos led, los materiales semiconductores son diferentes de los anteriores tratándose, por ejemplo, de aleaciones varias del tipo III-V como son el arseniuro de galio ( AsGa ), el (PGa) o el fosfoarseniuro de galio (PAsGa ).


title: Led

text: En estos semiconductores, las recombinaciones que se desarrollan en las uniones PN eliminan el exceso de energía emitiendo fotones luminosos. El color de la luz emitida depende directamente de su longitud de onda y es característico de cada aleación concreta. En la actualidad se fabrican aleaciones que producen fotones luminosos con longitudes de onda en un amplio rango del espectro electromagnético dentro del visible, infrarrojo cercano y ultravioleta cercano. Lo que se consigue con estos materiales es modificar la anchura en energías de la banda prohibida, modificando así la longitud de onda del fotón emitido. Si el diodo led se polariza inversamente no se producirá el fenómeno de la recombinación por lo que no emitirá luz. La polarización inversa puede llegar a dañar al diodo.


title: Led

text: El comportamiento eléctrico del diodo led en polarización directa es como sigue. Si se va incrementando la tensión de polarización, a partir de un cierto valor (que depende del tipo de material semiconductor), el led comienza a emitir fotones, se ha alcanzado la tensión de encendido. Los electrones se pueden desplazar a través de la unión al aplicar a los electrodos diferentes tensiones; se inicia así la emisión de fotones y conforme se va incrementando la tensión de polarización, aumenta la intensidad de luz emitida. Este aumento de intensidad luminosa viene emparejado al aumento de la intensidad de la corriente y puede verse disminuida por la recombinación Auger. Durante el proceso de recombinación, el electrón salta de la banda de conducción a la de valencia emitiendo un fotón y accediendo, por conservación de la energía y momento, a un nivel más bajo de energía, por debajo del nivel de Fermi del material. El proceso de emisión se llama recombinación radiativa, que corresponde al fenómeno de la emisión espontánea. Así, en cada recombinación radiativa electrón-hueco se emite un fotón de energía igual a la anchura en energías de la banda prohibida:


title: Led

text: formula_1siendo c la velocidad de la luz y f y λ la frecuencia y la longitud de onda, respectivamente, de la luz que emite. Esta descripción del fundamento de la emisión de radiación electromagnética por el diodo led se puede apreciar en la figura donde se hace una representación esquemática de la unión PN del material semiconductor junto con el diagrama de energías, implicado en el proceso de recombinación y emisión de luz, en la parte baja del dibujo. La longitud de onda de la luz emitida, y por lo tanto su color, depende de la anchura de la banda prohibida de energía. Los substratos más importantes disponibles para su aplicación en emisión de luz son el GaAs y el InP. Los diodos led pueden disminuir su eficiencia si sus picos de absorción y emisión espectral en función de su longitud de onda están muy próximos, como ocurre con los ledes de GaAs:Zn (arseniuro de galio dopado con zinc) ya que parte de la luz que emiten la absorben internamente.


title: Led

text: Los materiales utilizados para los ledes tienen una banda prohibida en polarización directa cuya anchura en energías varía desde la luz infrarroja, al visible o incluso al ultravioleta próximo. La evolución de los ledes comenzó con dispositivos infrarrojos y rojos de arseniuro de galio. Los avances de la ciencia de materiales han permitido fabricar dispositivos con longitudes de onda cada vez más cortas, emitiendo luz en una amplia gama de colores. Los ledes se fabrican generalmente sobre un sustrato de tipo N, con un electrodo conectado a la capa de tipo P depositada en su superficie. Los sustratos de tipo P, aunque son menos comunes, también se fabrican.


title: Led

text: Un led comienza a emitir cuando se le aplica una tensión de 2-3 voltios. En polarización inversa se utiliza un eje vertical diferente al de la polarización directa para mostrar que la corriente absorbida es prácticamente constante con la tensión hasta que se produce la ruptura.


title: Led

text: El led es un diodo formado por un chip semiconductor dopado con impurezas que crean una unión PN. Como en otros diodos, la corriente fluye fácilmente del lado p, o ánodo, al n, o cátodo, pero no en el sentido opuesto. Los portadores de carga (electrones yhuecos) fluyen a la unión desde dos electrodos puestos a distintos voltajes. Cuando un electrón se recombina con un hueco, desciende su nivel de energía y el exceso de energía se desprende en forma de un fotón. La longitud de onda de la luz emitida, y por tanto el color del led, depende de la anchura en energía de la banda prohibida correspondiente a los materiales que constituyen la unión pn.


title: Led

text: En los diodos de silicio o de germanio los electrones y los huecos se recombinan generando una transición no radiativa, la cual no produce ninguna emisión luminosa ya que son materiales semiconductores con una banda prohibida indirecta. Los materiales empleados en los ledes presentan una banda prohibida directa con una anchura en energía que corresponde al espectro luminoso del infrarrojo-cercano (800 nm - 2500 nm), el visible y el ultravioleta-cercano (200-400nm).


title: Led

text: El desarrollo de los ledes dio comienzo con dispositivos de luz roja e infrarroja, fabricados con arseniuro de galio (GaAs). Los avances en la ciencia de materiales han permitido construir dispositivos con longitudes de onda cada vez más pequeñas, emitiendo luz dentro de una amplia gama de colores.


title: Led

text: Los ledes se suelen fabricar a partir de un sustrato de tipo n, con uno de los electrodos unido a la capa de tipo p depositada sobre su superficie. Los sustratos de tipo p también se utilizan, aunque son menos comunes. Muchos ledes comerciales, en especial los de GaN/InGaN, utilizan también el zafiro (óxido de aluminio) como sustrato.


title: Led

text: La mayoría de los materiales semiconductores usados en la fabricación de los ledes presentan un índice de refracción muy alto. Esto implica que la mayoría de la luz emitida en el interior del semiconductor se refleja al llegar a la superficie exterior que se encuentra en contacto con el aire por un fenómeno de reflexión total interna. La extracción de la luz constituye, por tanto, un aspecto muy importante y en constante investigación y desarrollo a tomar en consideración en la producción de ledes.


title: Led

text: La mayoría de los materiales semiconductores usados en la fabricación de los ledes presentan un índice de refracción muy elevado con respecto al aire. Esto implica que la mayoría de la luz emitida en el interior del semiconductor se va a reflejar al llegar a la superficie exterior que se encuentra en contacto con el aire por un fenómeno de reflexión total interna.


title: Led

text: Este fenómeno afecta tanto a la eficiencia en la emisión luminosa de los ledes como a la eficiencia en la absorción de la luz de las células fotovoltaicas. El índice de refracción del silicio es 3.96 (a 590nm), mientras que el del aire es 1,0002926. La extracción de la luz constituye, por tanto, un aspecto muy importante y en constante investigación y desarrollo a tomar en consideración en la producción de ledes.


title: Led

text: En general, un chip semiconductor led de superficie plana sin revestir emitirá luz solamente en la dirección perpendicular a la superficie del semiconductor y en unas direcciones muy próximas, formando un cono llamado cono de luz o cono de escape. El máximo ángulo de incidencia que permite escapar a los fotones del semiconductor se conoce como ángulo crítico. Cuando se sobrepasa este ángulo, los fotones ya no se escapan del semiconductor pero en cambio son reflejados dentro del cristal del semiconductor como si existiese un espejo en la superficie exterior.


title: Led

text: Debido a la reflexión interna, la luz que ha sido reflejada internamente en una cara puede escaparse a través de otras caras cristalinas si el ángulo de incidencia llega a ser ahora suficientemente bajo y el cristal es suficientemente transparente para no reflejar nuevamente la emisión de fotones hacia el interior. Sin embargo, en un simple led cúbico con superficies externas a 90 grados, todas las caras actúan como espejos angulares iguales. En este caso, la mayor parte de la luz no puede escapar y se pierde en forma de calor dentro del cristal semiconductor.


title: Led

text: Un chip que presente en su superficie facetas anguladas similares a las de una joya tallada o a una lente fresnel puede aumentar la salida de la luz al permitir su emisión en las orientaciones que sean perpendiculares a las facetas exteriores del chip, normalmente más numerosas que las seis únicas de una muestra cúbica.


title: Led

text: La forma ideal de un semiconductor para obtener la máxima salida de luz sería la de una microesfera con la emisión de los fotones situada exactamente en el centro de la misma, y dotada de electrodos que penetraran hasta el centro para conectar con el punto de emisión. Todos los rayos de luz que partieran del centro serían perpendiculares a la superficie de la esfera, lo que daría lugar a que no hubiera reflexiones internas. Un semiconductor semiesférico también funcionaría correctamente puesto que la parte plana actuaría como un espejo para reflejar los fotones de forma que toda la luz se podría emitir completamente a través de la semiesfera.


title: Led

text: Después de construir una oblea de material semiconductor, se corta en pequeños fragmentos. Cada fragmento se denomina chip y pasa a constituir la pequeña parte activa de un diodo led emisor de luz.


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text: Muchos chips semiconductores led se encapsulan o se incorporan en el interior en carcasas de plástico moldeado. La carcasa de plástico pretende conseguir tres propósitos:


title: Led

text: La tercera característica contribuye a aumentar la emisión de luz desde el semiconductor actuando como una lente difusora, permitiendo que la luz sea emitida al exterior con un ángulo de incidencia sobre la pared exterior mucho mayor que la del estrecho cono de luz procedente del chip sin recubrir.


title: Led

text: Los ledes están diseñados para funcionar con una potencia eléctrica no superior a 30-60 milivatios (mW). En torno a 1999, Philips Lumileds introdujo ledes más potentes capaces de trabajar de forma continua a una potencia de un vatio. Estos ledes utilizaban semiconductores de troquelados mucho más grandes con el fin de aceptar potencias de alimentación mayores. Además, se montaban sobre varillas de metal para facilitar la eliminación de calor.


title: Led

text: Una de las principales ventajas de las fuentes de iluminación a base de ledes es la alta eficiencia luminosa. Los ledes blancos igualaron enseguida e incluso superaron la eficiencia de los sistemas de iluminación incandescentes estándar. En 2002, Lumileds fabricó ledes de cinco vatios, con una eficiencia luminosa de 18-22 lúmenes por vatio (lm/W). A modo de comparación, una bombilla incandescente convencional de 60-100 vatios emite alrededor de 15lm/W, y las lámparas fluorescentes estándar emiten hasta 100lm/W.


title: Led

text: A partir de 2012, Future Lighting Solutions había alcanzado las siguientes eficiencias para algunos colores. Los valores de la eficiencia muestran la potencia luminosa de salida por cada vatio de potencia eléctrica de entrada. Los valores de la eficiencia luminosa incluyen las características del ojo humano y se han deducido a partir de la función de luminosidad.


title: Led

text: En septiembre de 2003, Cree Inc. fabricó un nuevo tipo de led azul que consumía 24milivatios (mW) a 20miliamperios (mA). Esto permitió un nuevo encapsulamiento de luz blanca que producía 65lm/W a 20 miliamperios, convirtiéndose en el led blanco más brillante disponible en el mercado; además resultaba ser más de cuatro veces más eficiente que las bombillas incandescentes estándar. En 2006 presentaron un prototipo de led blanco con una eficiencia luminosa récord de 131lm/W para una corriente de 20 miliamperios. Nichia Corporation ha desarrollado un led blanco con una eficiencia luminosa de 150lm/W y una corriente directa de 20mA. Los ledes de la empresa Cree Inc. denominados xlamp xm-L, salieron al mercado en 2011, produciendo 100lm/W a la potencia máxima de 10W, y hasta 160lm/W con una potencia eléctrica de entrada de unos 2W. En 2012, Cree Inc. presentó un led blanco capaz de producir 254lm/W, y 303lm/W en marzo de 2014. Las necesidades de iluminación general en la práctica requieren ledes de alta potencia, de un vatio o más. Funcionan con corrientes superiores a 350 miliamperios.


title: Led

text: Estas eficiencias se refieren a la luz emitida por el diodo mantenido a baja temperatura en el laboratorio. Dado que los ledes, una vez instalados, operan a altas temperaturas y con pérdidas de conducción, la eficiencia en realidad es mucho menor. El Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) ha realizado pruebas para sustituir las lámparas incandescentes o los LFC por las lámparas led, mostrando que la eficiencia media conseguida es de unos 46lm/W en 2009 (el comportamiento durante las pruebas se mantuvo en un margen de 17lm/W a 79lm/W).


title: Led

text: Cuando la corriente eléctrica suministrada a un led sobrepasa unas decenas de miliamperios, disminuye la eficiencia luminosa a causa de un efecto denominado pérdida de eficiencia.


title: Led

text: Al principio, se buscó una explicación atribuyéndolo a las altas temperaturas. Sin embargo, los científicos pudieron demostrar lo contrario, que si bien la vida del led puede acortarse, la caída de la eficiencia es menos severa a temperaturas elevadas. En 2007, la causa del descenso en la eficiencia se atribuyó a la recombinación Auger la cual da origen a una reacción mixta. Finalmente, un estudio de 2013 confirmó definitivamente esta teoría para justificar la pérdida de eficiencia.


title: Led

text: Además de disminuir la eficiencia, los ledes que trabajan con corrientes eléctricas más altas generan más calor lo que compromete el tiempo de vida del led. A causa de este incremento de calor a corrientes altas, los ledes de alta luminosidad presentan un valor patrón industrial de tan solo 350 mA, corriente para la que existe un equilibrio entre luminosidad, eficiencia y durabilidad.


title: Led

text: Ante la necesidad de aumentar la luminosidad de los ledes, esta no se consigue a base de incrementar los niveles de corriente sino mediante el empleo de varios ledes en una sola lámpara. Por ello, resolver el problema de la pérdida de eficiencia de las lámparas led domésticas consiste en el empleo del menor número posible de ledes en cada lámpara, lo que contribuye a reducir significativamente los costes.


title: Led

text: Miembros del Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos han encontrado una forma de disminuir la caída de la eficiencia. Descubrieron que dicha caída proviene de la recombinación Auger no radiativa producida con los portadores inyectados. Para resolverlo, crearon unos pozos cuánticos con un potencial de confinamiento suave para disminuir los procesos Auger no radiativos.


title: Led

text: Investigadores de la Universidad Central Nacional de Taiwán y de Epistar Corp están desarrollando un método para disminuir la pérdida de eficiencia mediante el uso de sustratos de cerámica de nitruro de aluminio, que presentan una conductividad térmica más alta que la del zafiro usado comercialmente. Los efectos de calentamiento se ven reducidos debido a la elevada conductividad térmica de los nuevos sustratos.


title: Led

text: Los dispositivos de estado sólido tales como los ledes presentan una obsolescencia muy limitada si se opera a bajas corrientes y a bajas temperaturas. Los tiempos de vida son de 25000 a 100000 horas, pero la influencia del calor y de la corriente pueden aumentar o disminuir este tiempo de manera significativa.


title: Led

text: El fallo más común de los ledes (y de los diodos láser) es la reducción gradual de la emisión de luz y la pérdida de eficiencia. Los primeros ledes rojos destacaron por su corta vida. Con el desarrollo de los ledes de alta potencia, los dispositivos están sometidos a temperaturas de unión más altas y densidades de corriente más elevadas que los dispositivos tradicionales. Esto provoca estrés en el material y puede causar una degradación temprana de la emisión de luz. Para clasificar cuantitativamente la vida útil de una manera estandarizada, se ha sugerido utilizar los parámetros L70 o L50, que representan los tiempos de vida (expresados en miles de horas) en los que un led determinado alcanza el 70% y el 50% de la emisión de luz inicial, respectivamente.


title: Led

text: Así como en la mayoría de las fuentes de luz anteriores (lámparas incandescentes, lámparas de descarga, y aquellas que queman un combustible, por ejemplo las velas y las lámparas de aceite) la luz se generaba por un procedimiento térmico, los ledes solo funcionan correctamente si se mantienen suficientemente fríos. El fabricante específica normalmente una temperatura máxima de la unión entre 125 y 150°C, y las temperaturas inferiores son recomendables en interés de alcanzar una larga vida para los ledes. A estas temperaturas, se pierde relativamente poco calor por radiación, lo que significa que el haz de luz generado por un led se considera frío.


title: Led

text: El calor residual en un led de alta potencia (que a partir de 2015 puede considerarse inferior a la mitad de la potencia eléctrica que consume) es transportado por conducción a través del sustrato y el encapsulamiento hasta un disipador de calor, que elimina el calor en el ambiente por convección. Es por tanto esencial realizar un diseño térmico cuidadoso, teniendo en cuenta las resistencias térmicas del encapsulamiento del led, el disipador de calor y la interfaz entre ambos. Los ledes de potencia media están diseñados normalmente para ser soldados directamente a una placa de circuito impreso que dispone de una capa de metal térmicamente conductora. Los ledes de alta potencia se encapsulan en paquetes cerámicos de gran superficie diseñados para ser conectados a un disipador de calor metálico, siendo la interfaz un material de una alta conductividad térmica (pasta térmica, material de cambio de fase, almohadilla térmica conductora o pegamento termofusible).


title: Led

text: Si se instala una lámpara de ledes en un aparato luminoso sin ventilación, o el ambiente carece de una circulación de aire fresco, es probable que los ledes se sobrecalienten, lo que reduce su vida útil o, incluso, produzca el deterioro anticipado del aparato luminoso. El diseño térmico se suele proyectar para una temperatura ambiente de 25 °C (77 °F). Los ledes utilizados en las aplicaciones al aire libre, como las señales de tráfico o las luces de señalización en el pavimento, y en climas donde la temperatura dentro del aparato de iluminación es muy alta, pueden experimentar desde una reducción de la emisión luminosa hasta un fallo completo.


title: Led

text: Puesto que la eficiencia de los ledes es más alta a temperaturas bajas, esta tecnología es idónea para la iluminación de los congeladores de supermercado. Debido a que los ledes producen menos calor residual que las lámparas incandescentes, su uso en congeladores también puede ahorrar costes de refrigeración. Sin embargo, pueden ser más susceptibles a la helada y a la acumulación de escarcha que las lámparas incandescentes, por lo que algunos sistemas de iluminación led han sido dotados de un circuito de calefacción. Además, se han desarrollado las técnicas de los disipadores de calor de manera que pueden transferir el calor producido en la unión a las partes de los equipos de iluminación que puedan interesar.


title: Led

text: Los ledes convencionales están fabricados a partir de una gran variedad de materiales semiconductores inorgánicos. En la siguiente tabla se muestran los colores disponibles con su margen de longitudes de onda, diferencias de potencial de trabajo y materiales empleados.


title: Led

text: El primer led azul-violeta utilizaba cloro dopado con magnesio y lo desarrollaron Herb Maruska y Wally Rhines en la Universidad de Standford en 1972, estudiantes de doctorado en ciencia de materiales e ingeniería. En aquel entonces Maruska estaba trabajando en los laboratorios de RCA, donde colaboraba con Jacques Pankove. En 1971, un año después de que Maruska se fuera a Standford, sus compañeros de RCA Pankove y Ed Miller demostraron la primera electroluminiscencia azul procedente del zinc dopado con nitruro de galio; sin embargo el dispositivo que construyeron Pankove y Miller, el primer diodo emisor de luz de nitruro de galio real, emitía luz verde. En 1974 la Oficina de Patentes estadounidense concedió a Maruska, Rhines y al profesor de Stanford David Stevenson una patente (patente US3819974 A de los EE.UU.) de su trabajo de 1972 sobre el dopaje de nitruro de galio con magnesio que hoy sigue siendo la base de todos los ledes azules comerciales y de los diodos láser. Estos dispositivos construidos en los 70 no tenían suficiente rendimiento luminoso para su uso práctico, por lo que la investigación de los diodos de nitruro de galio se ralentizó. En agosto de 1989 Cree introdujo el primer led azul comercial con una transición indirecta a través de la banda prohibida en un semiconductor de carburo de silicio (SiC). Los ledes de SiC tienen una eficiencia luminosa muy baja, no superior al 0,03%, pero emiten en la región del azul visible.


title: Led

text: A finales de los 80, los grandes avances en crecimiento epitaxial y en dopaje tipo-p en GaN marcaron el comienzo de la era moderna de los dispositivos opto-electrónicos de GaN. Basado en lo anterior, Theodore Moustakas patentó un método de producción de ledes azules en la Universidad de Boston utilizando un novedoso proceso de dos pasos. Dos años más tarde, en 1993, los ledes azules de alta intensidad fueron retomados por Shuji Nakamura de la Nichia Corporation utilizando procesos de síntesis de GaN similares al de Moustakas. A Moustakas y a Nakamura se les asignaron patentes separadas, lo que generó conflictos legales entre Nichia y la Universidad de Boston (sobre todo porque, pese a que Moustakas inventó su proceso primero, Nakamura registró el suyo antes). Este nuevo desarrollo revolucionó la iluminación con ledes, rentabilizando la fabricación de las fuentes de luz azul de alta-potencia, conduciendo al desarrollo de tecnologías como el Blu-ray, y propiciando las pantallas brillantes de alta resolución de las tabletas y teléfonos modernos.


title: Led

text: Nakamura fue laureado con el Premio de Tecnología del Milenio por su contribución a la tecnología de los ledes de alta potencia y su alto rendimiento. Además se le concedió, junto a Hiroshi Amano y Isamu Akasaki, el Premio Nobel de Física en 2014 por su decisiva contribución a los ledes de alto rendimiento y al led azul. En 2015 un juzgado estadounidense dictaminó que tres empresas (o sea las mismas compañías demandantes que no habían resuelto sus disputas previamente) y que disponían de las patentes de Nakamura para la producción en EE.UU., habían vulnerado la patente previa de Moustakas y les ordenó pagar unos derechos de licencia por un valor de 13 millones de dólares.


title: Led

text: A finales de los 90 ya se disponía de los ledes azules. Estos presentan una región activa que consta de uno o más pozos cuánticos de InGaN intercalados entre láminas más gruesas de GaN, llamadas vainas. Variando la fracción de In/Ga en los pozos cuánticos de InGaN, la emisión de luz puede, en teoría, modificarse desde el violeta hasta el ámbar. El nitruro de aluminio y galio AlGaN con un contenido variable de la fracción de Al/Ga se puede usar para fabricar la vaina y las láminas de los pozos cuánticos para los diodos ultravioletas, pero estos dispositivos aún no han alcanzado el nivel de eficiencia ni la madurez tecnológica de los dispositivos de InGaN/GaN azul/verde. Si el GaN se usa sin dopar, para formar las capas activas de los pozos cuánticos el dispositivo emite luz próxima al ultravioleta con un pico centrado en una longitud de onda alrededor de los 365 nm. Los ledes verdes fabricados en la modalidad InGaN/GaN son mucho más eficientes y brillantes que los ledes producidos con sistemas sin nitruro, pero estos dispositivos todavía presentan una eficiencia demasiado baja para las aplicaciones de alto brillo.


title: Led

text: Utilizando nitruros de aluminio, como AlGaN y AlGaInN, se consiguen longitudes de ondas aún más cortas. Una gama de ledes ultravioletas para diferentes longitudes de onda están empezando a encontrarse disponibles en el mercado. Los ledes emisores próximos al UV con longitudes de onda en torno a 375-395 nm ya resultan suficientemente baratos y se pueden encontrar con facilidad, por ejemplo para sustituir las lámparas de luz negra en la inspección de las marcas de agua anti-falsificación UV en algunos documentos y en papel moneda. Los diodos de longitudes de onda más cortas (hasta 240 nm), están actualmente en el mercado, aunque son notablemente más caros.


title: Led

text: Como la fotosensibilidad de los microorganismos coincide aproximadamente con el espectro de absorción del ADN (con un pico en torno a los 260 nm) se espera utilizar los ledes UV con emisión en la región de 250-270 nm en los equipos de desinfección y esterilización. Investigaciones recientes han demostrado que los ledes UV disponibles en el mercado (365 nm) son eficaces en los dispositivos de desinfección y esterilización. Las longitudes de onda UV-C se obtuvieron en los laboratorios utilizando nitruro de aluminio (210nm), nitruro de boro (215nm) y diamante (235nm).


title: Led

text: Los ledes RGB consisten en un led rojo, uno azul y otro verde. Ajustando independientemente cada uno de ellos, los ledes RGB son capaces de producir una amplia gama de colores. A diferencia de los ledes dedicados a un solo color, los ledes RGB no producen longitudes de ondas puras. Además, los módulos disponibles comercialmente no suelen estar optimizados para hacer mezclas suaves de color.


title: Led

text: Existen dos formas básicas para producir luz blanca. Una consiste en utilizar ledes individuales que emitan los tres colores primarios (rojo, verde y azul) y luego mezclar los colores para formar la luz blanca. La otra forma consiste en utilizar un fósforo para convertir la luz monocromática de un led azul o UV en un amplio espectro de luz blanca. Es importante tener en cuenta que la blancura de la luz producida se diseña esencialmente para satisfacer al ojo humano y dependiendo de cada caso que no siempre puede ser apropiado pensar que se trata de luz estrictamente blanca. Sirva como punto de referencia la gran variedad de blancos que se consiguen con los tubos fluorescentes.


title: Led

text: Debido al metamerismo, es posible disponer de diferentes espectros que parezcan blancos. Sin embargo, la apariencia de los objetos iluminados por esa luz puede modificarse a medida que el espectro varía. Este fenómeno óptico se conoce como ejecución del color, es diferente a la temperatura del color, y que hace que un objeto realmente naranja o cian pueda parecer de otro color y mucho más oscuro como el led o el fósforo asociado no emiten esas longitudes de onda. La mejor reproducción de color con CFL y led se consigue utilizando una mezcla de fósforos, lo que proporciona una menor eficiencia pero una mejor calidad de luz. Aunque el halógeno con mayor temperatura de color es el naranja, sigue siendo la mejor fuente de luz artificial disponible en términos de ejecución de color.


title: Led

text: La luz blanca se puede producir mediante la adición de luces de diferentes colores; el método más común es el uso de rojo, verde y azul (RGB). De ahí que el método se denomine ledes de blanco multicolor (a veces conocido como ledes RGB). Debido a que necesitan circuitos electrónicos para controlar la mezcla y la difusión de los diferentes colores, y porque los ledes de color individuales presentan patrones de emisión ligeramente diferentes (lo que conduce a la variación del color en función de la dirección de observación), incluso si se fabrican en una sola unidad, rara vez se utilizan para producir luz blanca. Sin embargo, este método tiene muchas aplicaciones por la flexibilidad que presenta para producir la mezcla de colores y, en principio, por ofrecer una mayor eficiencia cuántica en la producción de luz blanca.


title: Led

text: Hay varios tipos de ledes blancos multicolor: ledes blancos di- , tri- y tetracromático. Varios factores clave influyen en estas diferentes realizaciones, como son la estabilidad del color, el índice de reproducción del color natural y la eficiencia luminosa. Con frecuencia, una mayor eficiencia luminosa implicará una menor naturalidad del color, surgiendo así una compensación entre la eficiencia luminosa y la naturalidad de los colores. Por ejemplo, los ledes blancos dicromáticos presentan la mejor eficiencia luminosa (120 lm / W), pero la capacidad de representación cromática más baja. Por otro lado, los ledes blancos tetracromáticos ofrecen una excelente capacidad de representación de color pero a menudo se acompañan de una pobre eficiencia luminosa. Los ledes blancos tricromáticos se encuentran en una posición intermedia, poseen una buena eficiencia luminosa (> 70 lm / W) y una razonable capacidad para la reproducción de color.


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text: Uno de los desafíos pendientes de resolver consiste en el desarrollo de ledes verdes más eficientes. El máximo teórico para los ledes verdes es de 683 lúmenes por vatio, pero a partir de 2010 tan solo unos pocos ledes verdes superaron los 100 lúmenes por vatio. Los ledes azul y rojo, sin embargo, se están acercando a sus límites teóricos.


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text: Los ledes multicolores ofrecen la posibilidad no solo de producir luz blanca sino también de generar luces de diferentes colores. La mayoría de los colores perceptibles se pueden formar mezclando diferentes proporciones de los tres colores primarios. Esto permite un control dinámico preciso del color. A medida que se dedica más esfuerzo en investigación el método de los ledes multicolor presenta una mayor influencia como método fundamental utilizado para producir y controlar el color de la luz.


title: Led

text: Si bien este tipo de ledes puede jugar un buen papel en el mercado, antes hay que resolver algunos problemas técnicos. Por ejemplo, la potencia de emisión de estos ledes disminuye exponencialmente al aumentar la temperatura, produciendo un cambio sustancial de la estabilidad del color. Estos problemas pueden imposibilitar su empleo en la industria. Por ello, se han efectuado muchos diseños nuevos de encapsulamientos y sus resultados se encuentran en fase de estudio por los investigadores. Evidentemente, los ledes multicolores sin fósforos nunca pueden proporcionar una buena iluminación debido a que cada uno de ellos emite una banda muy estrecha de color. Así como los ledes sin fósforos constituyen una solución muy pobre para iluminación, ofrecen la mejor solución para pantallas de iluminación de fondo para LCD o de iluminación directa con pixeles de ledes.


title: Led

text: En la tecnología Led, la disminución de la temperatura de color correlacionada (CCT) es una realidad difícil de evitar debido a que, junto con la vida útil y los efectos de la variación de la temperatura de los ledes, se acaba modificando el color real definitivo de los mismos. Para corregirlo, se utilizan sistemas con bucle de realimentación provistos, por ejemplo, de sensores de color y así supervisar, controlar y mantener el color resultante de la superposición de los ledes monocolor.


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text: Este método implica el recubrimiento de los ledes de un color (principalmente ledes azules de InGaN) con fósforos de diferentes colores para producir luz blanca; los ledes resultantes de la combinación se llaman ledes blancos basados en fósforos o ledes blancos con un convertidor de fósforo (PCLED). Una fracción de la luz azul experimenta el desplazamiento de Stokes que transforma las longitudes de onda más cortas en longitudes de onda más largas. Dependiendo del color del led original, se pueden emplear fósforos de diversos colores. Si se aplican varias capas de fósforos de colores distintos se ensancha el espectro de emisión, incrementándose efectivamente el valor del índice de reproducción cromática (IRC) de un led dado.


title: Led

text: Las pérdidas de eficiencia de los ledes basados en fósforos (con sustancias fluorescentes) se deben a las pérdidas de calor generadas por el desplazamiento de Stokes y también a otros problemas de degradación relacionados con dichas sustancias fluorescentes. En comparación con los ledes normales sus eficiencias luminosas dependen de la distribución espectral de la salida de luz resultante y de la longitud de onda original del propio led. Por ejemplo, la eficiencia luminosa de un fósforo amarillo YAG típico de un led blanco de 3 a 5 veces la eficiencia luminosa del led azul original, debido a la mayor sensibilidad del ojo humano para el color amarillo que para el color azul (según el modelo de la función de luminosidad). Debido a la simplicidad de su fabricación, el método de fósforo (material fluorescente) sigue siendo el más popular para conseguir una alta intensidad en los ledes blancos. El diseño y la producción de una fuente de luz o lámpara utilizando un emisor monocromático con la conversión de fósforo fluorescente es más simple y más barato que un sistema complejo RGB, y la mayoría de los ledes blancos de alta intensidad existentes actualmente en el mercado se fabrican utilizando la conversión de la luz mediante fluorescencia.


title: Led

text: Entre los retos que surgen para mejorar la eficiencia de las fuentes de luz blanca a base de ledes se encuentra el desarrollo de sustancias fluorescentes (fósforos) más eficientes. A partir de 2010, el fósforo amarillo más eficiente continúa siendo el fósforo YAG, que presenta una pérdida por el desplazamiento de Stokes inferior al 10%. Las pérdidas ópticas internas debidas a la reabsorción en el propio chip del led y en el encapsulamiento del led constituyen del 10% al 30% de la pérdida de eficiencia. Actualmente, en el ámbito del desarrollo con fósforo, se dedica un gran esfuerzo en su optimización con el fin de conseguir una mayor producción de luz y unas temperaturas de operación más elevadas. Por ejemplo, la eficiencia se puede aumentar con un mejor diseño del encapsulamiento o mediante el uso de un del tipo más adecuado de fósforo. El proceso de revestimiento de ajuste se suele utilizar con el fin de poder regular el espesor variable del fósforo.


title: Led

text: Algunos ledes blancos dotados de fósforos consisten en ledes azules de InGaN encapsulados en una resina epoxi recubierta por un fósforo. Otra opción consiste en asociar el led con un fósforo separado, una pieza prefabricada de policarbonato preformado y revestida con el material del fósforo. Los fósforos separados proporcionan una luz más difusa, lo cual es favorable para muchas aplicaciones. Los diseños con fósforos separados son también más tolerantes con las variaciones del espectro de emisión del led. Un material de fósforo amarillo muy común es el aluminio granate de itrio y aluminio dopado con cerio (Ce 3+ :YAG).


title: Led

text: Los ledes blancos también se pueden fabricar con ledes del ultravioleta próximo (NUV) recubiertos con una mezcla de fósforos de europio de alta eficiencia que emiten rojo y azul, más sulfuro de zinc dopado con cobre y aluminio ( ZnS:Cu, Al ) que emite verde. Este procedimiento es análogo al de funcionamiento de las lámparas fluorescentes. El procedimiento es menos eficiente que el de los ledes de color azul con fósforo YAG:Ce, puesto que el desplazamiento de Stokes es más importante, por lo que una mayor fracción de la energía se convierte en calor, aun así se genera una luz con mejores características espectrales y, por tanto, con una mejor reproducción de color.


title: Led

text: Dado que los ledes ultravioleta presentan una mayor radiación de salida que los azules, ambos métodos ofrecen, en definitiva, un brillo similar. Un inconveniente de los últimos es que una posible fuga de la luz UV procedente de una fuente luminosa que funcione incorrectamente puede causar daño a los ojos o a la piel humana.


title: Led

text: Otro método utilizado para producir ledes experimentales de luz blanca sin el empleo de fósforos se basa en la epitaxia de crecimiento del seleniuro de zinc (ZnSe) sobre un substrato de ZnSe que de forma simultánea emite luz azul procedente de su región activa y luz amarilla procedente del sustrato.


title: Led

text: Una nueva forma para producir ledes blancos consiste en utilizar obleas compuestas de nitruro de galio sobre silicio a partir de obleas de silicio de 200 mm. Esto evita la costosa fabricación de sustratos de zafiro a partir de obleas de tamaños relativamente pequeños, o sea de 100 o 150mm. El aparato de zafiro debe estar acoplado a un colector similar a un espejo para reflejar la luz, que de otro modo se perdería. Se predice que para 2020 el 40% de todos los ledes de GaN se fabricarán sobre silicio. La fabricación de zafiro de gran tamaño es difícil, mientras que el material de silicio grande es barato y más abundante. Por otro lado, los fabricantes de ledes que cambien del zafiro al silicio deben de hacer una inversión mínima.


title: Led

text: En un diodo emisor de luz orgánico (OLED), el material electroluminiscente que constituye la capa emisora del diodo es un compuesto orgánico. El material orgánico es conductor debido a deslocalización electrónica de los enlaces pi causados por el sistema conjugado en toda o en parte de la molécula; en consecuencia el material funciona como un semiconductor orgánico. Los materiales orgánicos pueden ser pequeñas moléculas orgánicas en fase cristalina, o polímeros.


title: Led

text: Una de las ventajas que posibilitan los OLED son las pantallas delgadas y de bajo costo con una tensión de alimentación baja, un amplio ángulo de visión, un alto contraste y una extensa gama de colores. Los ledes de polímero presentan la ventaja añadida de propiciar las pantallas imprimibles y flexibles. Los OLED se han utilizado en la fabricación de pantallas visuales para las dispositivos electrónicos portátiles, como son los teléfonos móviles, las cámaras digitales y los reproductores de MP3, y se considera que los posibles usos futuros también inlcuirán la iluminación y la televisión.


title: Led

text: A inicio de los años 60 comenzó una década de revolución tecnológica con el nacimiento de Internet y el descubrimiento del led en el espectro visible. En 1959 el premio nobel de física Richard P. Feynman, en su célebre conferencia dada en la reunión anual de la Asociación Física de los Estados Unidos titulada: "Hay mucho espacio en el fondo: una invitación para entrar en un nuevo campo de la física", ya adelantaba la revolución tecnológica y los importantes descubrimientos que podían suponer la manipulación de los materiales hasta reducirlos a tamaños o escalas atómicas o moleculares. Pero no es hasta la década siguiente de 1970 que el conocimiento de numerosas aplicaciones de la mecánica cuántica (a unos 70 años de su invención) unido al avance de las técnicas de crecimiento y síntesis de materiales, llegan a suponer un cambio importante en las líneas de investigación de numerosos grupos.


title: Led

text: Ya en esta década se unía la capacidad de diseñar estructuras teniendo nuevas propiedades ópticas y electrónicas a la búsqueda de nuevas aplicaciones tecnológicas a los materiales ya existentes en la naturaleza. De hecho, en 1969, L. Esaki et al. propusieron la implementación de heteroestructuras formadas por capas muy delgadas de distintos materiales, dando lugar a lo que se conoce como ingeniería y diseño de bandas de energía en materiales semiconductores. La heteroestructura de pequeñas dimensiones más básica es el pozo cuántico (Quantum Well, QW). Consiste en una capa delgada de un determinado semiconductor, del orden de 100Å, confinada entre dos capas de otro material semiconductor caracterizado por una mayor anchura de la banda de energía prohibida (bandgap, BG). Debido a las pequeñas dimensiones del pozo de potencial asociado a esta estructura, los portadores ven restringido su movimiento a un plano perpendicular a la dirección de crecimiento. Los diodos láser con QWs en la zona activa suponían grandes ventajas, como por ejemplo la capacidad de seleccionar la longitud de onda de emisión en función de la anchura del pozo o la disminución de la corriente umbral, esto último relacionado con la densidad de estados resultado del confinamiento en un plano.


title: Led

text: A todos estos avances se fueron sucediendo de manera natural otros como el estudio de los sistemas con confinamiento en tres dimensiones, es decir los puntos cuánticos (QDs). Así, los QDs se pueden definir como sistemas artificiales de tamaño muy pequeño, desde algunas decenas de nanómetros a algunas micras en los que los portadores se encuentran confinados en las tres direcciones del espacio tridimensional (por eso se llama cero-dimensional), en una región del espacio más pequeña que su longitud de onda de Broglie.


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text: Cuando el tamaño del material semiconductor que constituye el punto cuántico se encuentra dentro de la escala nanométrica, este material presenta un comportamiento que difiere del observado para el mismo a escala macroscópica o para los átomos individuales que los conforman. Los electrones en el nanomaterial se encuentran restringidos a moverse en una región muy pequeña del espacio y se dice que están confinados. Cuando esta región es tan pequeña que es comparable a la longitud de onda asociada al electrón (la longitud de De Broglie), entonces comienza a observarse lo que se denomina comportamiento cuántico. En estos sistemas, sus propiedades físicas no se explican con conceptos clásicos sino que se explican mediante los conceptos de la mecánica cuántica. Por ejemplo, la energía potencial mínima de un electrón confinado dentro de una nanoparticula es mayor que la esperada en física clásica y los niveles de energía de sus diferentes estados electrónicos son discretos. Debido al confinamiento cuántico, el tamaño de la partícula tiene un efecto fundamental sobre la densidad de estados electrónicos y por ello, sobre su respuesta óptica. El confinamiento cuántico se produce cuando el tamaño de las partículas se ha reducido hasta aproximarse al radio del excitón de Bohr (generándose en el material semiconductor un par electrón-hueco o excitón) quedando confinado en un espacio muy reducido. Como consecuencia, la estructura de los niveles energéticos y las propiedades ópticas y eléctricas del material se modifican considerablemente. Los niveles de energía pasan a ser discretos y finitos, y dependen fuertemente del tamaño de la nanopartícula.


title: Led

text: Usualmente están fabricados con material semiconductor y pueden albergar desde ninguno a varios miles de electrones. Los electrones que están dentro del punto cuántico se repelen, cuesta energía introducir electrones adicionales, y obedecen el principio de exclusión de Pauli, que prohíbe que dos electrones ocupen el mismo estado cuántico simultáneamente. En consecuencia, los electrones en un punto cuántico forman órbitas de una manera muy similar a las de los átomos y en algunos casos se los denomina átomos artificiales. También presentan comportamientos electrónicos y ópticos similares a los átomos. Su aplicación puede resultar muy diversa, además de en optoelectrónica y óptica, en la computación cuántica, en el almacenamiento de información para computadoras tradicionales, en biología y en medicina.


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text: Las propiedades ópticas y de confinamiento cuántico del punto cuántico permiten que su color de emisión se pueda ajustar desde el visible al infrarrojo. Los ledes de puntos cuánticos pueden producir casi todos los colores del diagramaCIE. Además, proporcionan más opciones de color y una mejor representación del mismo que los ledes blancos comentados en las secciones anteriores, ya que el espectro de emisión es mucho más estrecho, lo que es característico de los estados cuánticos confinados.


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text: Existen dos procedimientos para la excitación de los QD. Uno utiliza la fotoexcitación con una fuente de luz primaria de led (para ello se utilizan habitualmente los ledes azules o UV). El otro procedimiento utiliza la excitación eléctrica directa demostrada por primera vez por Alivisatos et al.


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text: Un ejemplo del procedimiento de fotoexcitación es el desarrollado por Michael Bowers, en la Universidad Vanderbilt de Nashville, realizando un prototipo que consistía en el recubrimiento de un led azul con puntos cuánticos que emitían luz blanca en respuesta a la azul del led. El led modificado emitía una luz cálida de color blanco amarillento similar a la de las lámparas incandescentes. En 2009 se iniciaron investigaciones con los diodos emisores de luz utilizando QD en aplicaciones a los televisores con pantalla de cristal líquido (LCD).


title: Led

text: En febrero de 2011 científicos del PlasmaChem GmbH fueron capaces de sintetizar puntos cuánticos para las aplicaciones de los ledes realizando un convertidor de luz que conseguía transformar eficazmente la luz azul en luz de cualquier otro color durante muchos cientos de horas. Estos puntos cuánticos pueden también ser utilizados para emitir luz visible o cercana al infrarrojo al excitarlos con luz de una longitud de onda menor.


title: Led

text: La estructura de los ledes de puntos cuánticos (QD-LED) utilizados para la excitación eléctrica del material, poseen un diseño básico similar al de los OLED. Una capa de puntos cuánticos se encuentra situada entre dos capas de un material capaz de transportar electrones y huecos. Al aplicar un campo eléctrico, los electrones y los huecos se mueven hacia la capa de puntos cuánticos y se recombinan formando excitones; cada excitón produce un par electrón-hueco, emitiendo luz. Este esquema es el habitualmente considerado para las pantallas de puntos cuánticos. La gran diferencia con los OLED reside en su tamaño de dimensiones muy pequeñas y como consecuencia, generan los efectos y propiedades ópticas del confinamiento cuántico.


title: Led

text: Los QD resultan también muy útiles como fuentes de excitación para producir imágenes por fluorescencia debido al estrecho margen de longitudes de onda emitidas por el QD que se manifiesta en el estrecho ancho de banda del pico en el espectro de emisión (propiedad debida al confinamiento cuántico). Por ello se ha mostrado eficiente el uso de ledes de puntos cuánticos (QD-LED) en la técnica de microscopía óptica de campo cercano.


title: Led

text: En cuanto a la eficiencia energética, en febrero de 2008 se consiguió una emisión de luz cálida con una eficiencia luminosa de 300 lúmenes de luz visible por cada vatio de radiación (no por vatio eléctrico) mediante el uso de nanocristales.


title: Led

text: Los ledes se fabrican en una gran variedad de formas y tamaños. El color de la lente de plástico suele coincidir con el de la luz emitida por el led aunque no siempre es así. Por ejemplo, el plástico de color púrpura se emplea para los ledes infrarrojos y la mayoría de los ledes azules presentan encapsulamientos incoloros. Los ledes modernos de alta potencia como los empleados para iluminación directa o para retroiluminación aparecen normalmente en montajes de tecnología de superficie (SMT).


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text: Los ledes miniatura se suelen usar como indicadores. En la tecnología de agujeros pasantes y en los montajes superficiales su tamaño varía desde 2 mm a 8 mm. Normalmente no disponen de un disipador de calor independiente. La corriente máxima se sitúa entre 1mA y 20mA. Su pequeño tamaño constituye una limitación a efectos de la potencia consumida debido a su alta densidad de potencia y a la ausencia de un disipador. A menudo se conectan en cadena margarita para formar tiras de luz led.


title: Led

text: Las formas de la cubierta de plástico más típicas son redonda, plana, triangular y cuadrada con la parte de arriba plana. El encapsulamiento también puede ser transparente o coloreado para poder mejorar el contraste y los ángulos de visión.


title: Led

text: Investigadores de la Universidad de Washington han inventado el led más delgado. Está formado por materiales de dos dimensiones (2-D). Su anchura son 3 átomos, o sea entre 10 y 20 veces más fino que los ledes tridimensionales (3-D) y 10000 veces más delgado que un pelo humano. Estos ledes 2-D permitirán las comunicaciones ópticas y los nano láseres más pequeños y más eficientes en energía.


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text: Para una corriente de 20mA y con 2 o 4-5V, diseñadas para poder ver con luz solar directa. Los ledes de 5V y 12V son ledes miniatura normales que incorporan un resistencia en serie para la conexión directa a una alimentación de 5 o 12V.


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text: Los ledes de alta potencia HP-LED (High-power LED) o de alta emisión HO-LED (del inglés High-Output LED) pueden controlarse con corrientes desde cientos de mA hasta de más de 1 Amperio, mientras que otros ledes solo llegan a las decenas de miliAmperios. Algunos pueden emitir más de mil lúmenes.


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text: También se han alcanzado densidades de potencia de hasta 300 W/(cm²). Como el sobrecalentamiento de los ledes puede destruirlos, se tienen que montar sobre un disipador. Si el calor de un HP-LED no se transfiriera al medio, el aparato fallaría en unos pocos segundos. Un HP-LED puede sustituir a una bombilla incandescente en una linterna o varios de ellos pueden asociarse para constituir una lámpara led de potencia. Algunos HP-LED bien conocidos en esta categoría son los de la serie Nichia 19, Lumileds Rebel Led, Osram Opto Semiconductors Golden Dragon y Cree X-Lamp. Desde septiembre de 2009, existen ledes manufacturados por Cree que superan los 105lm/W.


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text: Ejemplos de la ley de Haitz, que predice un aumento exponencial con el tiempo de la emisión luminosa y de la eficiencia de un led, son los de la serie CREE XP-GE que alcanzó en 2009 los 105lm/W y la serie Nichia 19 con una eficiencia media de 140lm/W que fue lanzado en 2010.


title: Led

text: Semiconductor Seúl ha desarrollado ledes que puede funcionar con corriente alterna sin necesidad de un conversor DC. En un semiciclo, una parte del led emite luz y la otra parte es oscura, y esto sucede al contrario durante el siguiente semiciclo. La eficiencia normal de este tipo de HP-LED es 40lm/W. Un gran número de elementos led en serie pueden funcionar directamente con la tensión de la red. En 2009, Semiconductor Seúl lanzó un led de alto voltaje, llamado 'Acrich MJT', capaz de ser gobernado por AC mediante un simple circuito de control. La baja potencia disipada por estos ledes les proporciona una mayor flexibilidad que a otros diseños originales de ledes AC.


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text: Los ledes intermitentes se utilizan como indicadores de atención sin necesidad de ningún tipo de electrónica externa. Los ledes intermitentes se parecen a los ledes estándar, pero contienen un circuito multivibrador integrado que hace que los ledes parpadeen con un período característico de un segundo. En los ledes provistos de lente de difusión, este circuito es visible (un pequeño punto negro). La mayoría de los ledes intermitentes emiten luz de un solo color, pero los dispositivos más sofisticados pueden parpadear con varios colores e incluso desvanecerse mediante una secuencia de colores a partir de la mezcla de colores RGB.


title: Led

text: Los ledes bicolor contienen dos ledes diferentes en un solo conjunto. Los hay de dos tipos; el primero consiste en dos troqueles conectados a dos conductores paralelos entre sí con la circulación de la corriente en sentidos opuestos. Con el flujo de corriente en un sentido se emite un color y con la corriente en el sentido opuesto se emite el otro color. En el segundo tipo, en cambio, los dos troqueles tienen los terminales separados y existe un terminal para cada cátodo o para cada ánodo, de modo que pueden ser controlados independientemente. La combinación de colores más común es la de rojo / verde tradicional, sin embargo, existen otras combinaciones disponibles como el verde tradicional/ámbar, el rojo/verde puro, el rojo/azul o el azul/verde puro.


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text: Los ledes tricolores contienen tres ledes emisores diferentes en un solo bastidor. Cada emisor está conectado a un terminal separado para que pueda ser controlado independientemente de los otros. Es muy característica una disposición en la que aparecen cuatro terminales, un terminal común (los tres ánodos o los tres cátodos unidos) más un terminal adicional para cada color.


title: Led

text: Los ledes RGB son ledes tricolor con emisores rojo, verde y azul, que usan generalmente una conexión de cuatro hilos y un terminal común (ánodo o cátodo). Este tipo de ledes pueden presentar como común tanto el terminal positivo como el terminal negativo. Otros modelos, sin embargo, solo tienen dos terminales (positivo y negativo) y una pequeña unidad de control electrónico incorporada.


title: Led

text: Este tipo de ledes posee emisores de diferentes colores y están dotados de dos únicos terminales de salida. Los colores se conmutan internamente variando la tensión de alimentación.


title: Led

text: Los ledes alfanuméricos están disponibles como visualizadores de siete segmentos, como visualizadores de catorce segmentos o como pantallas de matrices de puntos. Los visualizadores (displays) de siete segmentos pueden representar todos los números y un conjunto limitado de letras mientras que los de catorce segmentos pueden visualizar todas las letras. Las pantallas de matrices de puntos usan habitualmente 5x7 píxeles por carácter. El uso de los ledes de siete segmentos se generalizó en la década de 1970 y 1980 pero el uso creciente de las pantallas cristal líquido ha reducido la popularidad de los ledes numéricos y alfanuméricos por su menor requerimiento de potencia y mayor flexibilidad para la visualización.


title: Led

text: Son ledes RGB que contienen su propia electrónica de control "inteligente". Además de la alimentación y la conexión a tierra, disponen de conexiones para la entrada y la salida de datos y, a veces, para señales de reloj o estroboscópicas. Se encuentran conectados en una cadena margarita, con la entrada de datos al primer led dotada de un microprocesador que puede controlar el brillo y el color de cada uno de ellos, independientemente de los demás. Se usan donde sea necesaria una combinación que proporcione un control máximo y una vista mínima de la electrónica, como sucede en las cadenas luminosas navideñas o en las matrices de led. Algunos incluso presentan tasas de refresco en el margen de los kHz, lo que los hace aptos para aplicaciones básicas de vídeo.


title: Led

text: Un filamento led consta de varios chips led conectados en serie sobre un sustrato longitudinal formando una barra delgada que recuerda al filamento incandescente de una bombilla tradicional. Los filamentos se están utilizando como una alternativa decorativa de bajo coste a las bombillas tradicionales que están siendo eliminadas en muchos países. Los filamentos requieren una tensión de alimentación bastante alta para iluminar con un brillo normal, pudiendo trabajar de manera eficiente y sencilla a las tensiones de la red. Con frecuencia un simple rectificador y un limitador capacitivo de corriente se emplean como una sustitución de bajo coste de la bombilla incandescente tradicional sin el inconveniente de tener que construir un convertidor de baja tensión y corriente elevada, tal como lo requieren los diodos led individuales. Normalmente se montan en el interior de un recinto hermético al que se le da una forma similar a la de las lámparas que sustituyen (en forma de bombilla, por ejemplo) y se rellenan con un gas inerte como nitrógeno o dióxido de carbono para eliminar el calor de forma eficiente. Los principales tipos de ledes son: miniatura, dispositivos de alta potencia y diseños habituales como los alfanuméricos o los multicolor.


title: Led

text: La curva característica corriente-tensión de un led es similar a la de otros diodos, en los que la intensidad de corriente (o brevemente, corriente) crece exponencialmente con la tensión (ver la ecuación de Shockley). Esto significa que un pequeño cambio en la tensión puede provocar un gran cambio en la corriente. Si la tensión aplicada sobrepasa la caída de la tensión umbral en polarización directa del led, en una pequeña cantidad, el límite de corriente que el diodo puede soportar puede superarse ampliamente, pudiendo dañar o destruir el led. La solución que se puede adoptar para evitarlo consiste en utilizar fuentes de alimentación de intensidad de corriente constante (brevemente, fuente de corriente constante) capaces de mantener la corriente por debajo del valor máximo de la corriente que puede atravesar el led o, por lo menos, si se usa una fuente de tensión constante convencional o batería, añadir en el circuito de iluminación del Led una resistencia limitadora en serie con el Led. Dado que las fuentes normales de alimentación (baterías, red eléctrica) son normalmente fuentes de tensión constante, la mayoría de los aparatos led deben incluir un convertidor de potencia o, al menos, una resistencia limitadora de corriente. Sin embargo, la alta resistencia de las pilas de botón de tres voltios combinada con la alta resistencia diferencial de los ledes derivados de nitruros hace posible alimentar tales ledes con una pila de botón sin necesidad de incorporar una resistencia externa.


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text: Al igual que sucede con todos los diodos, la corriente fluye fácilmente del material de tipo p al material de tipo n. Sin embargo, si se aplica un voltaje pequeño en el sentido inverso la corriente no fluye y no se emite luz. Si el voltaje inverso crece lo suficiente como para exceder la tensión de ruptura, fluye una corriente elevada y el led puede quedar dañado. Si la corriente inversa está lo suficientemente limitada como para evitar daños, el led de conducción inversa puede ser utilizado como un diodo avalancha.


title: Led

text: La inmensa mayoría de los dispositivos que contienen ledes son "seguros en condiciones de uso normal", y por lo tanto se clasifican como "Producto de riesgo 1 RG1 (riesgo bajo)" / "LED Class 1". En la actualidad, solo unos pocos ledes -los ledes extremadamente luminosos que presentan un ángulo de visión muy pequeño de una apertura de 8° o menos- podrían, en teoría, causar una ceguera temporal y, por lo tanto, se clasifican como de "Riesgo 2 RG2 (riesgo moderado)". La opinión de la Agencia Francesa de Seguridad Alimentaria, Medioambiental y de Salud y Seguridad Ocupacional (ANSES) al abordar en 2010 las cuestiones sanitarias relacionadas con los ledes, sugirió prohibir el uso público de las lámparas que se encontraban en el Grupo 2 o de Riesgo Moderado, especialmente aquellas con un alto componente azul, en los lugares frecuentados por los niños.


title: Led

text: En general, los reglamentos de seguridad en la utilización de la luz láser —y los dispositivos de Riesgo 1, Riesgo 2, etc.— son también aplicables a los ledes.


title: Led

text: Así como los ledes presentan la ventaja, sobre las lámparas fluorescentes, de que no contienen mercurio, sin embargo, pueden contener otros metales peligrosos tales como plomo y arsénico. En cuanto a la toxicidad de los ledes cuando se tratan como residuos, un estudio publicado en 2011 declaró: "De acuerdo con las normas federales, los ledes no son peligrosos, excepto los ledes rojos de baja intensidad, ya que al principio de su comercialización contenían Pb (plomo) en concentraciones superiores a los límites reglamentarios (186 mg/L; límite reglamentario: 5). Sin embargo, de acuerdo con las reglamentaciones de California, los niveles excesivos de cobre (hasta 3892 mg/kg; límite: 2500), plomo (hasta 8103 mg/kg, límite: 1000), níquel (hasta 4797 mg/kg, límite: 2000), o plata (hasta 721 mg/kg, límite: 500) ocasionan que todos los ledes, excepto los amarillos de baja intensidad, sean peligrosos ".


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text: El bajo consumo de energía, la poca necesidad de mantenimiento y el tamaño pequeño de los ledes ha propiciado su uso como indicadores de estado y visualización en una gran variedad de equipos e instalaciones. Las pantallas led de gran superficie se utilizan para retransmitir el juego en los estadios, como pantallas decorativas dinámicas y como señales de mensajes dinámicos en las autopistas. Las pantallas ligeras y delgadas con mensajes se utilizan en los aeropuertos y estaciones de ferrocarril y como en los trenes, autobuses, tranvías y transbordadores.


title: Led

text: Las luces de un solo color son adecuadas para los semáforos, las señales de tráfico, los letreros de salida, la iluminación de emergencia de los vehículos, las luces de navegación, los faros (los índices estándar de cromaticidad y de luminancia fueron establecidos en el Convenio Internacional de Prevención de Colisiones en el Mar de 1972 Anexo 1 y por la Comisión Internacional de Iluminación o CIE) y las luces de Navidad compuestas de ledes. En regiones de climas fríos, los semáforos led pueden permanecer cubiertos de nieve. Se usan ledes rojos o amarillos en indicadores y pantallas alfanuméricas, en ambientes donde se debe mantener una visión nocturna: cabinas de aviones, puentes submarinos y de buques, observatorios astronómicos y en el campo por ejemplo para la observación de animales durante la noche y aplicaciones militares del campo.