LED – Díodo Emissor de Luz

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Constituição

Um led é constituído por uma junção PN de material semicondutor e por dois terminais, o Ânodo (A) e o Cátodo (K).

A cor da luz emitida pelo led depende do material semicondutor que o constitui.

Símbolo:

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Identificação visual dos terminais

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Polarização de um led

O led está directamente polarizado, e emite luz, quando o ânodo está positivo em relação ao cátodo.

O led está inversamente polarizado, e não emite luz, quando o ânodo está negativo em relação ao cátodo.

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Principio de funcionamento

Ao ser aplicada uma tensão que polariza directamente o led ocorre que muitos electrões não têm a energia suficiente para passarem da banda de valência à banda de condução, ficando na zona interdita ou proibida. Como não podem permanecer nessa zona voltam à banda de valência tendo para esse efeito de perder energia, o que fazem emitindo luz (fotões).

Energia

Banda de valência

Banda proibida

Banda de condução

Luz

Electrão

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Características técnicasA corrente directa (IF) deverá estar compreendida entre 10 e 100 mA.VF – Tensão máxima de polarização directa. VR – Tensão máxima de polarização inversa.

Led vermelhoMaterial semicondutor que o constitui:Fosfoarsenieto de gálio

VF = 1,6 V VR = 3 V

Led verdeLed amarelo

Material semicondutor que o constitui:Fosforeto de gálio

VF = 2,4 V VR = 3 V

Led infra vermelho

Material semicondutor que o constitui:Arsenieto de gálio

VF = 1,35 V VR = 4 V

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Cálculo da resistência a ser ligada em série com o led

A resistência a ser ligada em série com o led tem como função limitar a corrente no led.

Exemplo:

Vamos calcular o valor da resistência limitadora (R1) sabendo-se que a tensão que vai ser aplicada ao circuito (VCC) é de 6Volt, e pretende-

se que a tensão directa aplicada ao led seja de 2 Volt para uma corrente directa de 10 mA.

R=(VCC- VF)/I

R=(6-2)/10x10-3

R=400

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Curva característica

A curva mostra a corrente directa em função da tensão directa.

Observa-se nesta curva que enquanto não se atinge um determinado valor da tensão directa não se inicia a circulação de corrente, e que, ultrapassando o cotovelo da curva a corrente directa aumenta rapidamente de valor ao aumentar ligeiramente a tensão directa.

Ao aumentar a corrente directa a intensidade luminosa do led também aumenta.

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Tipos de ledHá leds de 3, 5, 8 e 10mm de diâmetro, cilíndricos, rectangulares, triangulares, etc. No mercado existem leds:

BicoloresConstituídos internamente por dois led em anti-paralelo.

TricoloresConstituído internamente por dois led(verde e vermelho) ligados com o cátodo comum.

IntermitentesTêm internamente um mini circuito integrado que provoca a oscilação do led.

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Aplicações dos led

Os led são utilizado como elementos indicadores em calculadoras, aparelhos de medida, indicadores numéricos de receptores de rádio, etc.

Fabricam-se individuais ou em conjunto (display de sete segmentos) podendo neste segundo caso representar qualquer caracter.

O display de sete segmentos é constituído por díodos emissores de luz, tantos quantos os segmentos do display.Na figura pode ver-se um display constituído por sete segmentos (cada segmento corresponde a um led) e um ponto decimal (ou seja, é constituído por oito led).

http://www.prof2000.pt/users/lpa 11

Display de sete segmentosO cátodo de todos estes díodos emissores de luz é comum, pelo que aplicando uma tensão directa de polarização aos diferentes ânodos se acenderá um ou outro dos segmentos.

Cátodo comumK

a b c d e f g

Combinando ordenadamente as tensões directas aplicadas aos ânodos pode formar-se qualquer caracter.