El principio de funcionamiento de los LED se basa en la emisión de fotones.
El diodo emisor de luz consiste esencialmente en dos semiconductores dopados opuestamente que se unen para formar una unión p-n. Los semiconductores dopados se utilizan para mejorar su conductividad. Fuente de alimentación LED se puede hacer de dos maneras: La introducción de un dopante que carece de electrones crea una deficiencia neta de electrones y deja un «espacio» (donde debería formarse el enlace tradicional) llamado cavidad que produce un semiconductor de tipo p. La introducción de especies dopantes ricas en electrones resulta en un exceso neto de electrones en el semiconductor de tipo n
Cuando se forma una unión PN (y al aplicar voltaje), las dos impurezas generan sustancias conductoras opuestas, de modo que los huecos y los electrones se combinan y se cancelan mutuamente. Esto implica la liberación de energía en forma de fotones y luz, que se utilizan para su formación. Actualmente, la frecuencia de la luz o el color emitidos depende de la cantidad de energía emitida y es característica del dopaje utilizado. El más común es la unión PN Ga-As.
En resumen, la energía entra al LED en forma de corriente eléctrica. Esta energía mueve a los electrones a órbitas más altas, donde estas son inestables, y los electrones liberan energía al retroceder a niveles inferiores. La energía liberada es la diferencia de energía entre ambos niveles. A mayor energía, mayor frecuencia de la luz producida (verde y azul). A menor energía, menor frecuencia de la luz (infrarroja, naranja, amarilla, roja).
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