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Sinésio Raimundo Gomes Engenheiro Eletricista - CREA 5060689324

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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


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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.


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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


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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).


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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.


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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


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