Análisis de leds. teórico y empírico.

  En la gran mayoría de todos nuestros        proyectos vamos a incorporar                  componentes tipo led, por lo que es          muy importante conocer con antelación    sus características técnicas.
   En algunos casos es posible que dichas    características   nos vengan facilitadas por el fabricante pero ya que       es un componente muy estandarizado y estudiado, lo más normal es que no dispongamos de ningún dato sobre nuestros leds y tengamos que realizar nuestro pequeño datasheet nosotros mismos.
¿ Qué es un led ?

Un led no es más que un diodo capaz de emitir luz (fotones) de diferentes colores dependiendo de la longitud de onda para la que ha sido construido.
Funcionamiento

Sin adentrarnos en el proceso de como se producen los fotones al pasar de la banda de conducción a la banda de valencia, podemos centrarnos en su funcionamiento en nuestro circuito donde tenemos la necesidad de superar una tensión umbral para que el led se ilumine pero siempre sin exceder la corriente máxima permitida que circula por él.
Esto lo vamos a controlar simplemente con una resistencia:

Fig.1 Circuito con resistencia y led.

En el led se va a producir una caída de potencial entre el ánodo (polo positivo) conectado directamente a la resistencia y el cátodo (polo negativo) conectado al polo negativo de nuestra fuente de alimentación.
Cuando esta caída de potencial supera la tensión umbral se produce la iluminación del dispositivo.
Análisis Teórico

Aplicando la ley de Ohm obtenemos que    Vs = Vled + I x R
Vs = Tension proporcionada por la fuente de alimentación.Vled = Tension de caida del led.

Fig.2  Existen rangos estandarizados para este valor

I = Intensidad de corriente.R = Resistencia.
Tenemos en cuenta que en muchos de nuestros proyectos con microcontroladores vamos a utilizar una fuente de tensión continua de 5 voltios y los leds mas utilizados están en el rango de 10mA - 20mA. Calculamos la resistencia para un led azul (Vled = 3.7 v):
R20 = 5 v - 3.7 v / 0.020 A = 65 ohm.R10 = 5 v - 3.7 v / 0.010 A = 130 ohm.
Análisis Empirico
Para realizar el análisis he utilizado una fuente de alimentación continua de 5v. Los leds empleados son de 5mm (esta medida nos indica la anchura del led) y de 20mA.Desconocemos la tensión umbral.Para poder analizar distintos valores se utilizan resistencias de 100 , 220, 330 ohm. y de 1, 10 Kohm.  

Los resultados obtenidos con la ayuda de un multímetro nos indican que:

• R100 :       I = 17.04 mA  ;  Vled = 3.04 v.
• R220 :       I = 8.95 mA  ;    Vled = 2.91 v.
• R330 :       I = 6.11 mA  ;   Vled = 2.89 v.
• R1k :         I = 2.21 mA  ;   Vled = 2.76 v.
• R10k :       I = 245 uA  ;     Vled =  2.63 v.

Para este caso concreto vemos que la tensión umbral umbral del led es menor que los 3.7 v propuestos en el estándar. Con una resistencia de 100 ohm. obtenemos resultados de corriente algo inferiores a 20 mA pero más que suficientes para nuestro propósito y aportándonos un margen de actuación.
Veamos el circuito en funcionamiento para ver su efecto.