Para abordar la cuestión, primero hay que distinguir entre los LEDs de fósforo (#1) (por ejemplo, LEDs blancos, posiblemente algunos LEDs verdes) y LEDs de emisión directa (por ejemplo, la mayoría de los LEDs de colores visibles, LEDs IR y UV).
Los LED de emisión directa suelen tener un giro en tiempo en nanosegundos de un solo dígito , más largo para los LEDs más grandes. Gira- fuera de los tiempos para estos están en el decenas de nanosegundos un poco más lento que el encendido. Los LEDs IR suelen mostrar los tiempos de transición más rápidos, por las razones expuestas anteriormente.
LEDs para fines especiales están disponibles, cuyas geometrías de unión y cableado están diseñadas específicamente para permitir Pulsos de 800 picosegundos a 2 nanosegundos . Para pulsos aún más cortos, los diodos láser especiales, en muchos aspectos similares a los LED, funcionan hasta 50 picosegundos pulsos.
Como señala @ConnorWolf en los comentarios, también existe una familia de Productos LED con conformación del haz óptico especializado que cuentan con anchos de pulso de De 500 a 1000 picosegundos .
Los LEDs de tipo fósforo tienen tiempos de encendido y apagado en el de decenas a cientos de nanosegundos , sensiblemente más lentos que los LED de emisión directa.
Los factores dominantes para la conmutación rápida de los LED no son sólo los tiempos de transición de emisión inherentes a los mismos:
- Inductancia de las trazas provoca tiempos de subida y bajada más largos. Trazos más largos = transiciones más lentas.
- Capacidad de unión del propio LED es un factor (#2) . Por ejemplo, estos LEDs de 5mm con agujero pasante tienen una capacitancia de unión de 50 pF nominal. Las uniones más pequeñas, por ejemplo, los LEDs SMD 0602, tienen una capacitancia de unión correspondientemente menor y, en cualquier caso, es más probable que se utilicen para la retroiluminación de pantallas.
- Capacidad parásita (trazos y circuitos de apoyo) desempeña un papel importante en el aumento de la constante de tiempo RC y, por tanto, en la ralentización de las transiciones.
- Las topologías típicas de conducción de LEDs, por ejemplo, la conmutación de MOSFETs por el lado bajo, no son activas bajar la tensión en el LED cuando se apaga por lo que los tiempos de apagado suelen ser más lentos que los de encendido.
- Como resultado de los factores inductivos y capacitivos anteriores, cuanto más alto sea el tensión directa del LED Cuanto más largos sean los tiempos de subida y bajada, más difícil será para la fuente de alimentación superar estos factores. Así, los LEDs IR, que suelen tener las tensiones de avance más bajas, son los que más rápido realizan la transición.
Así, en la práctica, las constantes de tiempo límite para un diseño implementado pueden estar en el cientos de nanosegundos . Esto se debe en gran medida a factores externos, como el circuito de conducción. En cambio, los tiempos de transición de la unión de los LED son mucho más cortos.
Para obtener una indicación de la preponderancia del diseño del circuito de accionamiento frente a los propios LEDs, véase este reciente Solicitud de información del gobierno de EE.UU. (abril de 2013), buscando diseños de circuitos que puedan garantizar el tiempo de conmutación de los LEDs en el Rango de 20 nanosegundos .
Notas :
#1: Un LED de tipo fósforo tiene una unión emisora de luz subyacente, normalmente en el rango azul lejano o ultravioleta, que luego excita una capa de fósforo. El resultado es una combinación de múltiples longitudes de onda emitidas, por lo que se obtiene un espectro de longitudes de onda más amplio que el de un LED de emisión directa, que se percibe como aproximadamente blanco (para los LED blancos).
Esta emisión secundaria de fósforo se enciende o apaga mucho más lentamente que la transición de la unión. Además, al apagarse, la mayoría de los fósforos tienen una larga cola que desvía aún más el tiempo de apagado.
#2: La geometría de la unión afecta significativamente a la capacidad de la unión. Por ello, para la fabricación de LEDs diseñados específicamente para la señalización de alta velocidad en el rango de los MHz se toman medidas similares a las utilizadas para el diseño de diodos de conmutación de alta frecuencia. La capacitancia se ve afectada por el grosor de la capa de agotamiento, así como por el área de la unión. La elección del material (GaAsP frente a GaP, etc.) también afecta a la movilidad de los portadores en la unión, lo que modifica el "tiempo de conmutación".
