La tecnología y los materiales utilizados son vitales para entender cómo funciona el LED.

Aunque la primera unión PN llevaba muchos años en uso, no fue hasta 1962 que se desarrolló el LED y su actividad empezó a ser comprendida en todo el mundo.

Tecnología LED: cómo funciona un LED

El material semiconductor utilizado para la intersección debe ser un semiconductor compuesto. Los materiales semiconductores de uso común, incluidos el silicio y el germanio, son elementos simples y las uniones hechas con estos materiales no emiten luz. En lugar de semiconductores compuestos, incluidos el arseniuro de galio, el fosfuro de galio y el fosfuro de indio, hay semiconductores compuestos y uniones hechas de estos materiales para emitir luz.

Estos semiconductores compuestos se clasifican por las bandas de valencia que ocupan sus constituyentes. Para el arseniuro de galio, el galio tiene una valencia de tres y el arsénico una valencia de cinco y esto es lo que se denomina un semiconductor del grupo III-V, y hay varios otros semiconductores que encajan en esta categoría.

El diodo emisor de luz emite luz cuando está polarizado hacia adelante. Los agujeros de la región de tipo p y los electrones de la región de tipo n entran en la unión y se recombinan como un diodo estándar para permitir que fluya la corriente. Cuando esto ocurre, se libera energía, parte de la cual está en forma de fotones de luz.

Se encuentra que la mayor parte de la luz se produce en el área de la unión más cercana a la región de tipo P. Como resultado, el diseño de los diodos se hace de manera que esta área se mantenga lo más cerca posible de la superficie del dispositivo para garantizar que la estructura absorba la mínima cantidad de luz.

Para producir una luz que se pueda ver, la unión debe optimizarse y deben elegirse los materiales correctos. El arseniuro de galio puro libera energía en la porción infrarroja del espectro. Se agrega aluminio al semiconductor para producir arseniuro de aluminio y galio (AlGaAs) Para llevar la emisión de luz al extremo rojo visible del espectro. También se puede agregar fósforo para proporcionar luz roja. Para otros colores, se utilizan otros materiales. Por ejemplo, el fosfuro de galio da la luz verde y el fosfuro de aluminio, indio y galio se usa para la luz amarilla y naranja. La mayoría de los LED se basan en semiconductores de galio.