13 01 005 eag1 diodos emissores de luz srg

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13 01 005 eag1 diodos emissores de luz srg

  1. 1. Sinésio Raimundo Gomes Engenheiro Eletricista - CREA 5060689324 sinesiogomes@yahoo.com.br Eletrônica Analógica Aplicada. Aula 005 5 DIODO EMISSOR DE LUZ ...........................................................................................47 5.1 Polarização do Diodo Emissor de Luz.........................................................................48 5.1.1 Prática - Polarização do Diodo Emissor de Luz .........................................................51
  2. 2. Sinésio Raimundo Gomes Engenheiro Eletricista - CREA 5060689324 sinesiogomes@yahoo.com.br Eletrônica Analógica Aplicada. Aula 005
  3. 3. Sinésio Raimundo Gomes Engenheiro Eletricista - CREA 5060689324 sinesiogomes@yahoo.com.br Eletrônica Analógica Aplicada. Aula 005 5 DIODO EMISSOR DE LUZ O LED é um componente eletrônico semicondutor (LED = Light emitter diode ) que tem a propriedade de transformar energia elétrica em luz. Tal transformação é diferente da encontrada nas lâmpadas convencionais que utilizam filamentos metálicos, radiação ultravioleta e descarga de gases, dentre outras. Nos LEDs, a transformação de energia elétrica em luz é feita na matéria, sendo, por isso, chamada de estado sólido ( Solid State ). O LED é um componente do tipo bipolar, ou seja, tem um terminal chamado anodo e outro, chamado catodo. Dependendo de como for polarizado, permite ou não a passagem de corrente elétrica e, consequentemente, a geração ou não de luz. A parte mais importante de um LED é o chip semicondutor responsável pela geração de luz. Este chip tem dimensões muito reduzidas, como pode ser verificado na figura, onde apresentamos um LED convencional e seus componentes. O LED de potência, em que podemos observar a maior complexidade nos componentes, a fim de garantir uma melhor performance em aplicações que exigem maior confiabilidade e eficiência. A invenção do LED foi realizada por Nick Holonyac em 1963, somente na cor vermelha, com baixa intensidade luminosa ( 1 mcd ). Por muito tempo, o LED era utilizado somente para indicação de estado, ou seja, em rádios, televisores e outros equipamentos, sinalizando se o aparelho estava ligado ou não.
  4. 4. Sinésio Raimundo Gomes Engenheiro Eletricista - CREA 5060689324 sinesiogomes@yahoo.com.br Eletrônica Analógica Aplicada. Aula 005 O LED de cor amarela foi introduzido no final dos anos 60. Somente por volta de 1975 surgiu o primeiro LED verde – com comprimento de onda ao redor de 550 nm, o que é muito próximo do comprimento de onda do amarelo, porém com intensidade um pouco maior, da ordem de algumas dezenas de milicandelas. Os diodos emissores de luz são formados por dois diferentes materiais semicondutores. Quando os elétrons se movem através do LED estão se movendo dos átomos de um dos materiais para os átomos do outro. À medida que passam através da junção para uma órbita mais baixa, acontece uma liberação de energia na forma de fótons (luz). 5.1 Polarização do Diodo Emissor de Luz O diodo emissor de luz (LED) emite luz quando uma corrente elétrica passa através deles. Os LEDs devem ser ligados na polarização direta. Alimentação positiva (+) para anodo (A) e negativa (-) para catodo (k). O cátodo é o terminal mais curto e pode haver um chanfro plano sobre o corpo de LEDs redondos. Se você ver no interior do LED o catodo é o maior eletrodo. Nunca ligar um LED diretamente a uma bateria ou fonte de alimentação! Ele será destruído quase instantaneamente porque a corrente é muito alta vai passar e queimá-lo. LEDs devem ter uma resistência em série, para limitar a corrente a um valor seguro, para fins de teste rápido um resistor de 1 kohm é adequado para a maioria dos LEDs se a sua tensão de alimentação é de 12 V ou menos. Os LEDs estão disponíveis em várias cores. As cores mais comuns são o vermelho e o verde, mas há ainda os azuis. O dispositivo mais à direita na foto combina um LED vermelho e LED
  5. 5. Sinésio Raimundo Gomes Engenheiro Eletricista - CREA 5060689324 sinesiogomes@yahoo.com.br Eletrônica Analógica Aplicada. Aula 005 verde em um único encapsulamento. O terminal do meio é comum para ambos os LEDs. O terminal de um lado é para o LED verde, o outro para o LED vermelho. Quando ambos estão ligados ao mesmo tempo, torna-se cor laranja. Normalmente o material semicondutor usado para fabricação de LED é chamado arseneto de alumínio e gálio (AlGaAs) . Dopando-se com fósforo, a emissão pode ser vermelha ou amarela, de acordo com a concentração. Utilizando-se fosfeto de gálio com dopagem de nitrogênio, a luz emitida pode ser verde ou amarela. Hoje em dia, com o uso de outros materiais, consegue-se fabricar LEDs que emitem luz azul, violeta e até ultravioleta. Existem também os LEDs brancos, mas esses são geralmente LEDs emissores de cor azul, revestidos com uma camada de fósforo do mesmo tipo usado nas lâmpadas fluorescentes, que absorve a luz azul e emite a luz branca. Se você conectar um LED á alimentação de 5 volts diretamente, você irá queimá-lo instantaneamente. A alta corrente destruiria a junção pn. Para isso não ocorrer usamos um resistor limitador de corrente. Um LED vermelho usualmente trabalha com corrente direta máxima (IF) de 20 mA e tensão direta de VF: 2,0 Volt. Se quiser usá-lo onde a fonte de alimentação é de 5 Volt, temos que usar um resistor para dissipar os 3 volts restantes. Para calcular o resistor, usamos: R = V / I = (5 Volt - 2 volt) / 20 mA = 150 Ohm. Para o resistor não queimar por excesso de calor, temos que calcular a dissipação de energia. Esta se calcula como: P = V * I = (5 Volt - 2 volt) x 20 mA = 3 volts * 20 mA = 70 mW. Portanto, é seguro escolher um resistor de 150 Ohm com potência de 1/4 Watt (3 vezes mais potente o resistor irá trabalhar frio).
  6. 6. Sinésio Raimundo Gomes Engenheiro Eletricista - CREA 5060689324 sinesiogomes@yahoo.com.br Eletrônica Analógica Aplicada. Aula 005 A tabela abaixo mostra as várias intensidades de corrente para diferentes cores de LED's de 5 milímetros. Usando a equação anterior com o correspondente LED que você deve ser capaz de calcular o valor da resistência necessária.
  7. 7. Sinésio Raimundo Gomes Engenheiro Eletricista - CREA 5060689324 sinesiogomes@yahoo.com.br Eletrônica Analógica Aplicada. Aula 005 5.1.1 Prática - Polarização do Diodo Emissor de Luz Objetivo: Medir tensão e corrente, calcular potência em resistores. Efetuar medidas com o multímetro, aprendendo a manuseá-lo de forma cuidadosa e correta. Atividade Prática 01 : Fazer medidas de tensão e corrente em resistores associados em série com LED's utilizando multímetro, com os valores da leitura calcular a potência dissipada e medir a temperatura do componente e fazer as anotações em tabela. Referência: << http://eletronicaanalogica1.blogspot.com.br/2013/02/diodo-emissor-de- luz.html >> Revisão: 03 de fevereiro de 2013. Professor Sinésio Raimundo Gomes
  8. 8. Sinésio Raimundo Gomes Engenheiro Eletricista - CREA 5060689324 sinesiogomes@yahoo.com.br Eletrônica Analógica Aplicada. Aula 005

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