¿Qué es un circuito LED?
Un circuito LED es cualquier circuito de energía eléctrica utilizado para alimentar diodos emisores de luz o LED. En su forma más simple, un circuito de LED comprende una fuente de voltaje, una resistencia para reducir el voltaje y un LED. El circuito de LED también puede contener otros componentes, como interruptores y sensores, pero estos no afectan los principios básicos involucrados en la alimentación de un LED.
Los LED son baratos, confiables, robustos y energéticamente eficientes. El circuito LED se ha convertido en una característica común en dispositivos electrónicos, automóviles y electrodomésticos, donde sirven como luces indicadoras y para iluminación menor. Se han desarrollado LED más grandes que tienen aplicaciones para el hogar, y estos sin duda serán más importantes en el futuro, pero esta discusión se concentrará en los elementos de un circuito de LED que se aplica a los LED más pequeños.
Los LED son diodos simples de estado sólido. Un diodo es un dispositivo que permite que los electrones fluyan en una sola dirección interponiendo un poco de material semiconductor en el camino de la corriente en lo que se conoce como la unión. En los LED, este material semiconductor está especialmente tratado para emitir fotones de luz cuando la corriente lo atraviesa. Cuando la corriente eléctrica pasa a través del LED en la dirección correcta, se dice que está polarizada hacia adelante y el material semiconductor en la unión brilla.
Cuando se invierte el flujo de corriente, una condición conocida como polarización inversa, no fluyen electrones a través del material semiconductor y no se emite luz. El exceso de voltaje de polarización inversa dañará fácilmente la unión, por lo que este voltaje de ruptura inversa debe protegerse contra. Por esta razón, se prefiere la corriente continua a la corriente alterna para alimentar los LED, lo que hace que las baterías sean fuentes de energía ideales.
El exceso de voltaje de polarización directa también puede dañar la unión del LED, por lo que casi siempre se usa una resistencia para reducir el voltaje del dispositivo. Los LED son calificados por el fabricante con respecto a su consumo de corriente y su caída de tensión resistiva bajo polarización directa, o Vf, y estos deben tenerse en cuenta al elegir una resistencia para un circuito LED. El valor de la resistencia necesaria se puede calcular restando la caída de tensión resistiva del LED de la tensión de la fuente de alimentación y dividiendo los resultados por la clasificación de corriente indicada por el LED.
El peligro del voltaje de ruptura inversa hace que sea crítico que el LED se coloque en el circuito del LED con la polaridad correcta. Los LED permiten que los electrones pasen de sus cátodos a sus ánodos, por lo que los LED deben conectarse para que sus cátodos se conecten al polo negativo de la fuente de alimentación y sus ánodos al lado positivo. Los fabricantes indican la polaridad del LED de varias maneras, en particular haciendo que el cable del cátodo sea más corto, plano, negro, o al aplanar o hacer muescas en el lado del cátodo de la carcasa del LED.
El circuito LED típico utilizado para alimentar una pequeña luz indicadora utilizará una batería de 1.5 a 9 V como fuente de alimentación. Tendrá una caída de voltaje directa típica, de aproximadamente 1.8 a 3.3 voltios, dependiendo del color. El LED consumirá quizás 5 a 20 mA de corriente.