GUÍA · ELECTRÓNICA

Resistencia para LED

Un LED necesita limitación de corriente. Una resistencia en serie absorbe la diferencia entre la fuente y la caída directa del LED, evitando que la corriente aumente hasta dañar el componente.

Concepto y fórmula

ECUACIÓN

R = (Vs − Vf) / I

Resta la caída directa Vf del LED al voltaje de alimentación Vs y divide por la corriente deseada expresada en amperios. Después verifica la potencia que disipará la resistencia.

Ejemplo rápido

Con Vs = 5 V, Vf = 2 V e I = 10 mA, R = 300 Ω. En la práctica se elige un valor comercial cercano, por ejemplo 330 Ω.

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Qué revisar en un diseño real

Vf cambia con color, corriente y temperatura.
Nunca uses una resistencia negativa o cero: indica que la fuente no tiene margen suficiente.
Calcula la potencia de la resistencia con P = I²R.

Intuición: por qué un LED no se controla con voltaje

Un LED es un diodo, y en un diodo la corriente crece de forma exponencial con la tensión. Por debajo de su tensión directa casi no conduce; un poco por encima, la corriente se dispara. Una diferencia de una o dos décimas de voltio puede significar pasar de unos pocos miliamperios a decenas. Además, la tensión directa varía entre unidades del mismo modelo y disminuye cuando el LED se calienta, lo que hace que conduzca todavía más.

Por eso no se alimenta un LED “a su voltaje”: se le impone una corriente. La resistencia en serie convierte una fuente de tensión en una fuente de corriente aproximada. Si el LED intenta conducir más, la caída en la resistencia aumenta y le deja menos tensión, frenando el aumento.

De dónde sale la tensión directa

Cada fotón emitido nace de un electrón que cae a través de la banda prohibida del semiconductor, y la energía del fotón depende de su color: E = h · c / λ. Expresada en electronvoltios, E ≈ 1240 / λ(nm). Un LED rojo de 630 nm emite fotones de ≈ 1.97 eV y uno azul de 470 nm, de ≈ 2.64 eV. Por eso los LEDs azules y blancos (que son azules con un recubrimiento de fósforo) necesitan más tensión que los rojos: la tensión directa debe ser al menos la energía del fotón en voltios, más las pérdidas internas.

Un poco de historia

Nick Holonyak, en General Electric, presentó en 1962 el primer LED práctico de luz visible, de color rojo. Durante décadas solo hubo LEDs rojos, amarillos y verdes de bajo brillo, útiles como indicadores. El LED azul eficiente llegó a principios de los años 90 gracias a Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura, que recibieron por ello el Premio Nobel de Física en 2014. Con el azul fue posible el LED blanco, y con él la iluminación LED que hoy reemplaza a focos y tubos fluorescentes.

Ejemplo 1: el problema de quedarse sin margen

Quieres encender un LED azul (V_f ≈ 3.0 V) desde un pin de 3.3 V a 5 mA. La resistencia sería R = (3.3 − 3.0) / 0.005 = 60 Ω. Parece correcto, pero la resistencia solo dispone de 0.3 V. Si ese LED en particular tiene V_f = 3.1 V, la corriente baja a 0.2 / 60 ≈ 3.3 mA; si tiene 2.9 V, sube a 0.4 / 60 ≈ 6.7 mA. La corriente varía al doble entre unidades. Regla práctica: deja al menos 1 V, y mejor 2 V, sobre la resistencia; si no es posible, alimenta el LED desde una tensión mayor con un transistor.

Ejemplo 2: eficiencia de una tira de LEDs

Un LED rojo (2 V) a 20 mA desde 12 V necesita R = 10 / 0.02 = 500 Ω. La fuente entrega 12 × 0.02 = 0.24 W, pero el LED solo recibe 2 × 0.02 = 0.04 W: el 83 % se pierde en la resistencia. Si en cambio conectas cuatro LEDs rojos en serie, R = (12 − 8) / 0.02 = 200 Ω, la resistencia disipa 4 × 0.02 = 0.08 W y los LEDs reciben 0.16 W, dos tercios del total. Por eso las tiras de 12 V agrupan los LEDs en series de tres o más con una sola resistencia por grupo.

Ejemplo 3: LEDs de potencia con corriente constante

Un LED de potencia de 350 mA no se suele manejar con una simple resistencia: la disipación y las variaciones de V_f lo hacen poco práctico. Una solución clásica es el regulador LM317 configurado como fuente de corriente, que mantiene 1.25 V entre sus terminales de salida y ajuste. La resistencia de programación es R = 1.25 / 0.35 ≈ 3.57 Ω (se usaría 3.6 Ω) y disipa 1.25 × 0.35 ≈ 0.44 W. Para iluminación de mayor potencia se usan drivers conmutados, mucho más eficientes.

Aplicaciones reales

Indicadores en tableros, equipos y placas de desarrollo, donde basta con 1 a 10 mA.
Señalización vehicular y de tránsito, con LEDs en serie y protección contra picos de tensión.
Iluminación con drivers de corriente constante.
Optoacopladores, cuyo LED interno se dimensiona igual que cualquier otro.
Displays de siete segmentos, con una resistencia por segmento para un brillo uniforme.

Calcula la resistencia para tu LED con la calculadora de resistencia para LED y busca sus colores en la calculadora de código de colores.