A forma completa de LED é Diodo Emissor de Luz. Os LEDs são tipos especiais de diodos semicondutores que emitem luz em resposta a uma diferença de potencial aplicada em seus terminais, daí o nome diodo emissor de luz. Assim como um diodo normal, os LEDs também possuem dois terminais com polaridade, ou seja, ânodo e cátodo. Para iluminar um LED, uma diferença de potencial ou uma tensão é aplicada em seus terminais anodo e catodo.

Hoje, os LEDs são amplamente utilizados para a fabricação de lâmpadas LED de alto brilho de última geração. Estes também são usados popularmente para a fabricação de luzes decorativas de LED e indicadores LED.

Breve história

Apesar do fato de que os LEDs são considerados um produto da indústria de semicondutores de alta tecnologia hoje, sua propriedade de iluminação foi inicialmente identificada muitos anos atrás. A primeira pessoa a notar o efeito da luz LED foi um dos engenheiros de Marconi, H. J. Round, que também é conhecido por várias invenções de tubos de vácuo e rádios. Ele descobriu isso no ano de 1907 enquanto pesquisava com Marconi sobre detectores de cristal de contato pontual.

Em 1907, a revista Electrical World foi a primeira a relatar esses avanços. O conceito de LED permaneceu inativo por vários anos até ser redescoberto em 1922 pelo cientista russo O.V. Losov.

Losov residia em Leningrado, onde foi tragicamente morto na Segunda Guerra Mundial. É possível que a maioria de seus projetos tenham se perdido na guerra. Embora tenha depositado um total de quatro patentes entre os anos de 1927 e 1942, sua pesquisa só foi reconhecida após sua morte.

O conceito de LED reapareceu em 1951, quando um grupo de cientistas sob K. Lehovec começou a investigar o efeito. A investigação prosseguiu com a participação de outras organizações e pesquisadores, incluindo W. Shockley (inventor do transistor). Eventualmente, o conceito de LED passou por um refinamento significativo e começou a ser comercializado no final da década de 1960.

Qual material semicondutor é usado em uma junção de LED?

Em essência, os diodos emissores de luz são uma junção PN especializada feita usando um semicondutor composto.

Silício e germânio são os dois semicondutores mais utilizados, no entanto, como estes são apenas elementos, os LEDs não podem ser feitos a partir deles.

Por outro lado, materiais como arseneto de gálio, fosforeto de gálio e fosforeto de índio que combinam dois ou mais elementos são frequentemente utilizados para fazer LEDs. O arseneto de gálio, por exemplo, tem valência de três e o arsênio tem valência de cinco e, portanto, ambos são classificados como semicondutores do grupo III-V.

“circuito conversor dc para dc ”

Materiais pertencentes ao grupo III-V também podem ser usados para criar outros semicondutores compostos.

Quando uma junção semicondutora é polarizada diretamente, os buracos da região do tipo P e os elétrons da região do tipo N entram na junção e se combinam, exatamente como fariam em um diodo normal.

“como carregar uma bateria de perfuração sem um carregador ”

A corrente se move através da junção dessa maneira.

A energia é liberada como resultado, alguns dos quais são emitidos como fótons (luz). Para garantir que a menor quantidade de fótons (luz) seja absorvida pela estrutura, o lado P da junção, que produz a maior parte da luz na maioria dos casos, está posicionado mais próximo da superfície do dispositivo.

A junção deve ser perfeitamente otimizada e os materiais certos precisam ser usados para criar luz visível. A região infravermelha do espectro é onde o arsenieto de gálio puro emite sua energia.

Como os LEDs obtêm suas cores

O alumínio é introduzido no semicondutor para produzir arsenieto de gálio e alumínio, que desloca a luz do LED para a extremidade vermelha brilhante do espectro (AIGaAs).

A luz vermelha também pode ser produzida pela adição de fósforo.

Vários materiais são utilizados para outras cores de LED. Por exemplo, o fosforeto de gálio emite luz verde, enquanto a luz amarela e laranja é produzida pelo fosforeto de gálio e índio de alumínio. A maioria dos LEDs são feitos de semicondutores de gálio.

LEDs são fabricados com duas estruturas

O diodo emissor de superfície e o diodo emissor de borda, que são vistos nas Figs. 1 A e B, respectivamente, são as duas arquiteturas primárias utilizadas para LEDs. O diodo emissor de superfície é o mais popular deles, pois produz luz em um ângulo mais amplo.

Após a fabricação, a estrutura do LED precisa ser fechada de forma que possa ser usada com segurança sem danos ao LED.

A maioria dos minúsculos indicadores LED são encapsulados em uma cola epóxi com um índice de refração que fica em algum lugar entre o do semicondutor e o do ar circundante (veja a Fig. 2 abaixo). O diodo é assim perfeitamente protegido e a luz é transferida para o mundo exterior da maneira mais eficaz.

Especificação de tensão direta do LED (VF)

Como os LEDs são dispositivos sensíveis à corrente, a tensão aplicada nunca deve exceder a especificação de tensão direta mínima do LED. A especificação de tensão direta de um LED (VF) é simplesmente o nível de tensão ideal que pode ser usado para iluminar o LED com segurança e brilho. Se a corrente exceder a especificação de tensão direta do LED, o LED queimará e ficará permanentemente danificado.

Caso a tensão de alimentação seja maior que a tensão direta do LED, um resistor calculado é usado em série com a alimentação para limitar a corrente ao LED. Isso garante que o LED seja capaz de iluminar com segurança com brilho ideal.

O valor da tensão direta da maioria dos LEDs hoje é de cerca de 3,3 V. Seja um LED vermelho, verde ou amarelo, todos normalmente podem ser iluminados aplicando 3,3 V em seus terminais de ânodo e cátodo.

“mídia de transmissão em rede de computador ”

A tensão de alimentação do LED deve ser CC. Um AC também pode ser usado, mas o LED deve ter um diodo retificador conectado a ele. Isso garante que a mudança de polaridade da tensão CA não cause nenhum dano ao LED.

Corrente Limitante

Os LEDs, assim como os diodos normais, não possuem limitação de corrente inerente. Como resultado, se estiver conectado diretamente a uma bateria, ele será queimado.

Se a alimentação CC estiver em torno de 3,3 V, o LED não precisará de um resistor limitador. No entanto, se a tensão de alimentação for superior a 3,3 V, será necessário um resistor em série com o terminal do LED.

O resistor pode ser conectado em série com o terminal anódico do LED ou com o terminal catódico do LED.

Para evitar danos, um resistor deve ser conectado ao circuito para controlar a corrente. Os LEDs indicadores normais têm uma especificação de corrente máxima de aproximadamente 20 mA; se a corrente for limitada abaixo disso, a saída de luz do LED reduzirá proporcionalmente.

Conforme ilustrado na Fig. 3 acima, a tensão no próprio LED pode precisar ser considerada ao estimar a quantidade de corrente consumida. Porque se a tensão aumentar o consumo de corrente também aumentará proporcionalmente.

A fórmula para calcular o resistor limitador é a seguinte:

R = V - LED FWD V / LED Corrente