Caracterizacion Electrica de LEDs

...

En el extremo opuesto del LED hay una región de material de tipo p, llamada así porque tiene portadores de carga positiva en exceso, creado por dopaje con un elemento como zinc o magnesio. Estos metales se componen de átomos con sólo dos electrones en su capa exterior. Cuando un átomo toma el lugar de un átomo de aluminio, galio, o un elemento químicamente similar (del grupo III de la tabla periódica), el enrejado termina un corto de electrones. Ese vacante se comporta como una carga positiva, moviéndose por todo el cristal como la pieza que falta en un rompecabezas especie-el-número. Este vacante móvil se llama un hueco.

En el centro del sándwich hay varias capas extremadamente delgadas. Estos constituyen la región activa, donde se produce la luz. Algunas capas hechas de un material semiconductor rodean una capa central hecha de otra, la creación de un "pozo" sólo unos átomos de grueso— una zanja de modo confinado donde las leyes de la mecánica cuántica dominan supremas. Cuando se inyectan electrones y huecos en el pozo mediante la aplicación de un voltaje a las regiones tipo n y tipo p, los dos tipos de portadores de carga serán atrapados, lo que maximiza la probabilidad de que se recombinen. Cuando lo hacen, un fotón sale [2].

Cuando se obtengan fotones, habrá una emisión de luz, ya que un fotón es una partícula de luz. Claro, la luz también se puede ver desde otro punto de vista. La luz también se puede tomar como una onda electromagnética que se propaga a ciertas distintas velocidades y el ojo humano capta solo aquellas ondas que están dentro de la parte del espectro que puede ver. En el caso del infrarrojo, este no está al alcance del ojo humano y solo se puede notar usando un dispositivo como un celular.

Desarrollo experimental

- La práctica fue explicada y se dio a conocer todos los requisitos para llevarla a cabo. Se investiga cómo hacer una conexión para el osciloscopio y obtener una grafica x-y.

- Se obtuvieron los siguientes materiales para llevar a cabo la práctica:

- LEDs de color rojo, naranja, verde, azul, amarillo, infrarrojo y violeta

- Osciloscopio

- Generador de señales

- Protoboard

- Resistencia de 1kΩ a 10kΩ

- Multímetro

- El circuito se arma con una fuente variable como se pide para la primer parte de esta práctica. Este circuito requiere una resistencia de 1kΩ a 10kΩ (para este trabajo se usara una resistencia de potencia de 5 Watts y de 100Ω) y un LED.

- Ir variando el voltaje y medir la corriente en ciertos valores de voltaje con el multímetro en serie con el LED. Anotar estos datos y cambiar de LED hasta haber usado todos para las mediciones.

- Graficar estos datos en una gráfica I-V y observar las curvas de cada LED.

- De estas curvas ya graficadas, se obtendrán pendientes, hablando algebraicamente, y se usaran para sacar las resistencias de los LEDs. Esto se lograra con sacar la inversa de cada pendiente. Si la pendiente no se puede obtener automáticamente de la gráfica, entonces se tendrá que sacar manualmente con fórmulas y observando las curvas en la gráfica. Esto es la segunda parte de la práctica.

- Para la tercera parte de esta práctica, se usara el mismo circuito que se armó en el paso 3), pero ahora el voltaje no variara y tendrá una resistencia de 330Ω (en este caso). Aquí se usara un generador de señales, el circuito, todos los LEDs y el osciloscopio. Con lo que se encontró de la investigación para la conexión del osciloscopio, se lograra ver las curvas de cada LED de manera más precisa. Con la punta del Canal 1 del osciloscopio mide voltaje y será el eje x. La punta del Canal 2 mide corriente y será el eje y. El generador de señales se conectara al circuito.

- Cuando se haga esto, se pondrá un LED del color que se desee ver primero en el circuito y cuando aparezca la curva, se le tomara una foto. Después de esto, se cambiara por un LED de otro color, se hará lo mismo de nuevo con cada LED hasta que se termine.

- Comparar los resultados obtenidos y reportarlos.

Resultados

- Datos y curvas de cada LED con el circuito con la fuente de voltaje variable

Los datos obtenidos para los diferentes colores de LEDs:

[pic 1]

El circuito que se usa para obtener los datos:

[pic 2]

[pic 3]

- Resistencias de los LEDs

Usando la función PENDIENTE(y_conocida, x_conocida) en Excel, se puede obtener la pendiente de cada curva para cada LED. Para obtener la resistencia se debe obtener la inversa de la pendiente. Esto se puede lograr con la siguiente formula:

[pic 4]

Pendientes (mA/V)

Infrarrojo

Rojo

Violeta

Azul

Naranja

Verde

Amarillo

26.1034723

11.5234009

7.36103305

14.7627425

12.9879326

18.230755

12.1400891

Resistencia de cada LED (Ω)

Infrarrojo

Rojo

Violeta

Azul

Naranja

Verde

Amarillo

38.30908

86.77994

135.8505

67.73809

76.99455

54.85236