El documento detalla diversos tipos de diodos emisores de luz (LED) y sus características, incluyendo LED bicolor, RGB, láser, ultravioleta, y otros tipos especializados como diodos Schottky y Zener. Se aborda su principio de funcionamiento, aplicaciones prácticas y la tecnología detrás de su operación. Además, se discuten los materiales utilizados y los conceptos físicos necesarios para comprender su funcionamiento y uso en distintas áreas de la electrónica.

1. TECNOLÓGICO UNIVERSITARIO DEL VALLE DE CHALCO
ASIGNATURA: ELECTRÓNICA ANALÓGICA Y DIGITAL
PROFESOR: ING. RAÚL ORTEGA MARTÍNEZ
DIODOS ESPECIALES
ALUMNOS: ÁLVAREZ SEGURA ALEJANDRO GENARO 1403028
RAMOS CUELLAR LUIS EDUARDO 1403024
GRUPO: MEC 401

2. Diodos Especiales
Diodo Emisor De Luz (LED)
El LED por sus siglas en inglés (Light-Emitting Diode) Es un diodo que produce luz
visible (o invisible, infrarroja) cuando se encuentra polarizado. El voltaje de
polarización de un LED varía desde 1.8 [V] hasta 2.5 V, y la corriente necesaria para
que emita la luz va desde 8 mA hasta los 20 m[A].
Principio de Funcionamiento
En cualquier unión P-N polarizada directamente, dentro de la estructura y
principalmente cerca de la unión, ocurre una recombinación de huecos y electrones
(al paso de la corriente). Esta recombinación requiere que la energía que posee un
electrón libre no ligado se transfiera a otro estado. En todas las uniones P-N una
parte de esta energía se convierte en calor y otro tanto en fotones. En el Si y el Ge
el mayor porcentaje se transforma en calor y la luz emitida es insignificante. Por esta
razón se utiliza otro tipo de materiales para fabricar los LED's, como Fosfuro
Arseniuro de Galio (GaAsP) o fosfuro de Galio (GaP).
Partes de un LED:
Los diodos emisores de luz se pueden conseguir en colores: verde, rojo, amarillo,
ámbar, azul y algunos otros.

3. Tipos de LED
LED Bicolor
Está formado por dos diodos del (verde y rojo). Pueden estar configurados de dos
formas: con tres terminales, donde el terminal más corto es el ánodo rojo, el del
centro es el cátodo común y el tercero es el ánodo verde y con dos terminales en el
que los diodos están dispuestos en paralelo e inverso, dependiendo po donde le
entre la corriente emitirá luz verde o roja (suelen utilizarse en la detección de
polaridad).
LED RGB (Red, Green, Blue)
Es un LED que puede generar tres colores fijos (rojo, verde y azul). Pero que,
además, es función de la intensidad con la que se encienda cada uno de ellos, es
posible mezclarlos entre sí, y generan interesante gama de cromática. Disponen de
cuatro patillas, un para la alimentación del ánodo o cátodo común, y las otras tres
una para cada color. La polarización se hace de forma similar a otro LEDs.

4. LED Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
Los diodos láser son constructivamente diferentes a los diodos LED normales. Las
características de un diodo láser son:
La emisión de luz es dirigida en una sola dirección: Un diodo LED emite fotones en
muchas direcciones. Un diodo láser, en cambio, consigue realizar un guiado de la
luz preferencial una sola dirección.
Los diodos láser, también conocidos como láseres de inyección o ILD’s. Son LED’s
que emiten una luz monocromática, generalmente roja o infrarroja, fuertemente
concentrada, enfocada, coherente y potente. Son muy utilizados en computadoras
y sistemas de audio y video para leer discos compactos (CD’s) que contienen datos,
música, películas, etc., así como en sistemas de comunicaciones para enviar
información a través de cables de fibra óptica.
Led ultravioleta
Los diodos LED que funcionan en el espectro del utravioleta (UV) de baja longitud
de onda (380nm – 400nm), la iluminación que generan es conocida como “Luz
Negra” o “Luz Actinica” la energía de esta luz es muy alta en comparación a otras
longitudes de onda.

5. Características de un LED ultravioleta de 5mm:
 Diámetro: 5mm
 Rango de frecuecia: 395-400nm
 Luminosidad: 100-180mcd
 Alimentación 3 – 3.6V
Foto-Diodo
Cuando este diodo es polarizado en directa, se comporta de manera similar a un
diodo básico. Pero con polarización inversa, la intensidad que circula es de un valor
pequeño. En cambio, si se ilumina la unión P-N polarizada en inversa, la corriente
varia casi linealmente con el flujo luminoso. Esto es debido a que la radiación que
actúa sobre la unión genera pares de electrón-hueco adicionales.
Diodo Schottky
El diodo Schottky es un diodo que proporciona conmutaciones muy rápidas entre
los estados de conducción directa e inversa (menos de 1ns en dispositivos
pequeños) y que tiene muy bajas tensiones umbral (del orden de 0.2V).

6. Diodo Varicap
El Diodo de capacidad variable o Varactor (Varicap) es un tipo de diodo que basa
su funcionamiento en la variación de extensión de la zona desierta de la unión PN
en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha
tensión, aumenta la anchura de esa barrera, disminuyendo así la capacidad del
diodo. De este modo se obtiene un condensador variable controlado por tensión.
Los valores de capacidad obtenidos van desde 1 a 500 pF. La tensión inversa
mínima tiene que ser de 1 V.
La aplicación de estos diodos se encuentra, sobre todo, en sintonizadores de TV,
modulación de frecuencia en transmisiones de FM y radio y en los osciladores
controlados por voltaje (VCO).
Diodo Túnel
Los diodos túnel están fuertemente dopados de modo que la zona de vaciamiento
tiene sólo unos pocos nanómetros. Por este motivo se manifiesta fuertemente el
efecto túnel, que es un fenómeno solamente explicable a partir de la mecánica
cuántica. Este diodo fue inventado en 1958 por el japonés Leo Esaki, por lo cual
recibió un premio Nobel en 1973.

7. Los diodos Túnel son generalmente fabricados en Germanio, pero también en silicio
y arseniuro de galio. Son diodos muy rápidos que presentan una respuesta una
zona con “resistencia negativa”, que permite su utilización como elemento activo en
osciladores y amplificadores. En la práctica los diodos túnel operan con unos pocos
m[A] y potencias muy bajas.
Célula Fotovoltaica
Las células fotovoltaicas o solares, son dispositivos caracterizados por la
generación de una pequeña tensión a causa de la iluminaci´n. la celula solar
contiene una unión P-N que, cuando se ilumina, libera huecos y electrones de
manera muy parecida a como lo hacen las células fotoconductoras no obstante los
portadores de la carga así liberados se encuentran sometidos al potencial eléctrico
de contacto de la unión. Los electrones son arrastrados hacia la zona N y los huecos
hacia la zona P. Mediante conexiones exteriores, podríamos observar la circulación
de una corriente.
Estas suelen ser fabricadas comúnmente con silicio, aunque también las hay de
Selenio tipo P con una capa de óxido de cadmio tipo N situada sobre aquel para
formar la unión PN.

8. Diodo Zener
Un diodo Zener es un semiconductor que se distingue por su capacidad de
mantener un voltaje constante en sus terminales cuando se encuentran polarizados
inversamente, y por ello se emplean como elementos de control, se les encuentra
con capacidad de ½ watt hasta 50 watt y para tensiones de 2.4 voltios hasta 200
voltios.
El diodo Zener polarizado directamente se comporta como un diodo normal, su
voltaje permanece cerca de 0.6 a 0.7 [V].
Diodo PIN
Su nombre deriva de su formación P(material P), I(zona intrínseca)y N(material N).
Los diodos PIN se emplean principalmente como resistencias variables por voltaje.
Son dispositivos desarrollados para trabajar a frecuencias muy elevadas, donde la
capacidad de respuesta de los diodos comunes está limitada por su tiempo de
tránsito, es decir el tiempo que tardan los portadores de carga en atravesar la unión
PN.

9. Diodo Gunn
Un diodo Gunn, también conocido como un dispositivo de transferencia de
electrones, es una forma de diodo, un componente electrónico semiconductor,
utilizado en la electrónica de alta frecuencia.
Funcionamiento
Cuando un potencial suficientemente alto se aplica al diodo, la densidad de
portadores de carga a lo largo del cátodo se convierte en inestable, y se desarrollará
pequeñas rebanadas de baja conductividad y alta intensidad de campo que se
mueven desde el cátodo al ánodo.
LED Ultra luminoso
Diodo emisor de luz (LED) transparente. Emite luz violeta ultra brillante debido a su
composición GAN (Nitruro de Galio), ideal para proyectos electrónicos, anuncios
luminosos, reparación de instrumentos y más.

10. Diodo Orgánico Emisor de Luz (OLED)
Es un dispositivo semiconductor basado en una capa electroluminiscente formada
por otras capas de componentes orgánicos que reaccionan de la misma manera
que un LED convencional.
Funcionamiento
Estos dependen de los materiales orgánicos que envían la luz hacia el exterior
cuando son alimentados por una corriente eléctrica. Cuando se alimenta un OLED
con una fuente de voltaje, ocurre el siguiente proceso;
1. Los electrones son inyectados a través de cátodo
2. Los huecos son inyectados a través de ánodo
3. La capa conductora trasporta lo huecos hacia la capa de emisión, así como
los electrones inyectados se trasportan a la capa de emisión
4. Ahí los electrones pasan de un orbital molecular menos desocupado (LUMO)
aun orbital molecular mayor ocupado (HOMO), y viceversa para los huecos.
5. De esta manera se da lugar a la recombinación de los pares electro-hueco,
dando como resultado la generación de fotones que se trasportan para la
capa de sustrato transparente, generalmente de vidrio.
LED de Potencia
Los LED’s de alta potencia son diseños más completos que incluyen diversas
alternativas de ópticas de control del flujo luminoso y se fabrican en potencias
mayores a 1 W; este tipo de LED’s se utilizan principalmente en aplicaciones
arquitectónicas de iluminación en exteriores e iluminación para calle, permitiendo
tener más posibilidades de diseño y efectos de color.