O documento descreve o funcionamento dos LEDs, explicando que surgiram a partir da observação de que diodos comuns emitem luz infravermelha quando polarizados. Descreve a formação da junção PN e da zona de depleção, e como a aplicação de tensão permite a passagem de corrente através da emissão de fótons. Explica também como diferentes materiais permitem a emissão de luz visível em diferentes cores.

1. LED
Light Emitter Diode
Prof. Marcus Henrique
Lic. em Física
1. Funcionamento
2. Análise do circuito
3. Acionamento com Arduino

2. Surgimento do LED
Tudo começou com o diodo comum,
retificador. Este componente permite a
passagem da corrente somente em um
sentido. Muito utilizado para conversão de
AC para DC.
Quando polarizado diretamente há
passagem de corrente, o contrário não.
Observando o comportamento do diodo,
notou-se que na passagens de corrente
era emitida luz infravermelha.

3. Junção PN e Zona de depleção

4. Junção PN e Zona de depleção
Ao juntar os semicondutores, dopados
positivamente e negativamente, a tendência
é que alguns elétrons da parte P(positiva) e
as lacunas (ausência de elétrons) da parte
N (negativa) se aproximem, formando
assim a zona de depleção.
Mas por que um elétron não
“cai” em uma lacuna?

5. Junção PN e Zona de depleção
Se você observar, na zona
de depleção, na junção, irá
surgir um campo elétrico
contrário ao campo da
junção, por isso o elétron
não cai em uma lacuna.
Então quando colocamos
uma tensão nessa junção PN
é como se ajudássemos o
elétron a “cair” numa lacuna.
Dando assim a energia que
faltava para o elétron vencer
o campo elétrico contrário,
então o ocorre o fluxo
normal da corrente.
Lembrando que o
sentido do vetor
campo elétrico é do
positivo para o
negativo.

6. A emissão de luz
Para um elétron “cair” em uma lacuna
ele precisa ter energia suficiente para
isto, porém precisa dissipar essa
energia.
Então o elétron libera essa energia em
fóton, luz. É deste princípio que vem a
grande eficiência do LED, boa parte da
energia é dissipada em luz, e a menor
em calor.
Lembrando que essa luz é
infravermelha, ou seja, invisível ao
olho humano.

7. Luz visível
Com as pesquisas notou-se que o
comprimento de onda diminui
dependendo do material utilizado,
podendo assim alcançar comprimentos
visíveis.

8. Composição do LED e sua cor
Você pode perceber pelo
comprimento de onda que que o
led vermelho precisa de uma
tensão menor para conduzir
enquanto o azul é o que precisa
de uma tensão maior.

9. Análise do Circuito
Dimensionamento do resistor
Cor Vd
Infravermelho 1,6 V
Vermelho 1,6 V
Laranja 1,8 V
Amarelo 1,8 V
Verde 2,1 V
Azul 2,7 V R = (V - Vd)/I

10. O que é resistor?
É um componente eletrônico utilizado
para limitar a passagem de corrente
elétrica. Esta limitação é necessária
para que não queime o elemento que
você está acionando, neste caso o
led.
Sua unidade de medida é o Ohm (Ω).

11. Código de cores

12. Referência
Braga, Newton C. Como funcionam os LEDs Disponível em: <
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/4076-art553>
Acesso em: 04/04/2015