O documento discute diodos emissores de luz (LEDs), incluindo sua polarização, materiais usados em sua fabricação e como calcular resistores para limitar a corrente. Explica que os LEDs devem ser polarizados diretamente e nunca ligados diretamente a uma fonte de alimentação, e como medir tensão, corrente e potência em circuitos com LEDs e resistores.

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

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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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