Missão do
Sistema SENAI
Contribuir para o fortalecimento da indústria e o desenvolvimento
pleno e
sustentável do País, promovendo a educação para o trabalho e a
cidadania, a assistência técnica e tecnológica, a produção e
disseminação
de informação e a adequação, geração e
difusão de tecnologia.
A maioria dos aparelhos
eletrônicos faz uso de mostradores luminosos que são empregados para indicar,
por exemplo, se um equipamento está ligado ou desligado; ou mesmo para exibir
valores numéricos ou mensagens em painéis de calculadoras eletrônicas,
telefones celulares etc. Esses mostradores luminosos são fabricados com base
nas propriedades ópticas de alguns materiais semicondutores que podem emitir
luz quando polarizados adequadamente. O componente que é fabricado com essas
características é denominado de LED. Essa sigla é a abreviação do termo inglês Light Emitting Diode, ou Diodo Emissor
de Luz, na língua portuguesa.
O diodo emissor de luz é um
tipo especial de junção semicondutora que emite luz quando diretamente
polarizada. A sigla LED surgida do termo inglês Light Emitting Diode, é a denominação
amplamente utilizada nas referências a esse componente.
A forma adotada para se
representar o LED em diagramas de circuito é essa mostrada na Fig.1.
LEDs são encapsulados nas
mais diversas configurações, algumas das quais estão ilustradas na Fig.2.
O cátodo do LED pode ser
identificado como sendo o terminal localizado próximo ao corte lateral na base
do encapsulamento, conforme indicado na Fig.3.
LEDs são largamente
utilizados como mostradores luminosos em uma variedade de equipamentos
eletro/eletrônicos, em dispositivos de controle remoto, em sensores de alarmes
residenciais ou industriais, ou mesmo como fontes de luz em sistemas de comunicações
ópticas.
Dentre as características
principais do diodo emissor de luz, pode-se destacar:
·
Baixo consumo de energia.
·
Imunidade a vibrações mecânicas.
·
Pequenas dimensões.
·
Alta durabilidade.
Como ilustrado na Fig.4, quando o diodo emissor de luz é polarizado diretamente,
entra em condução, permitindo a circulação de corrente.
A corrente através do LED se processa através da injeção de
lacunas provenientes do lado p e de
elétrons, do lado n da junção. Dessa forma, uma grande quantidade de
elétrons e lacunas coexistem em uma estreita região nas proximidades da junção.
A coexistência de elétrons e
lacunas possibilita a ocorrência de processos
de recombinação elétron/lacuna. Recombinação é o nome que se dá ao processo
de captura de elétrons por lacunas existentes nas ligações entre átomos do
cristal semicondutor. Nesse processo, o elétron libera energia na forma de um
fóton de luz, conforme ilustrado na Fig.5.
A seguir são apresentados
alguns dos parâmetros de especificação de um LED.
CORRENTE DIRETA NOMINAL
A corrente direta nominal,
denotada pelo parâmetro IF
é o valor de corrente de condução especificado pelo fabricante para o qual o
LED apresenta um rendimento luminoso
ótimo. Esse valor é tipicamente 20mA para LEDs disponíveis comercialmente.
CORRENTE DIRETA MÁXIMA
A
corrente direta máxima, denotada pelo parâmetro IFM, corresponde ao valor máximo da corrente de condução
que pode fluir através do LED, sem que este venha a sofrer ruptura estrutural.
TENSÃO DIRETA NOMINAL
A tensão direta nominal,
denotada pelo parâmetro VF
é a especificação fornecida pelo fabricante para a queda da tensão típica
através do LED quando a corrente de condução atinge o valor nominal IF , como ilustrado na Fig.6.
TENSÃO INVERSA MÁXIMA
A tensão inversa máxima,
denotada pelo parâmetro VR,
é a especificação para o valor máximo da
tensão inversa que pode ser aplicada ao LED sem que este venha a sofrer
ruptura. A tensão inversa máxima em LEDs comerciais é tipicamente da ordem de
5V.
A Tabela 1 lista as características de alguns LEDs disponíveis
comercialmente.
Tabela 1 Parâmetros característicos
de alguns LEDs comerciais.
|
LED
|
Cor
|
VF (IF = 20mA)
|
IF máx
|
|
LD 30C
|
vermelho
|
1,6V
|
100mA
|
|
LD 37I
|
verde
|
2,4V
|
60mA
|
|
LD 35I
|
amarelo
|
2,4V
|
60mA
|
O
diodo emissor de luz pode ser testado seguindo o mesmo procedimento de teste do
diodo comum; ou seja, com o emprego de um multímetro selecionado para medição
de resistência. O painel do instrumento deve indicar valores de alta e baixa
resistência ao se alternar a posição dos terminais de conexão do multímetro aos
terminais do LED. Geralmente o LED acende durante o teste com polarização
direta.
LED BICOLOR
O LED bicolor consiste
essencialmente de dois LEDs colocados em um único encapsulamento, conforme
ilustrado na Fig.7. Esse dispositivo
tem três terminais, um dos quais é comum a ambos os LEDs do encapsulamento. A
cor da luz emitida pode ser selecionada alimentando-se o par de terminais
referente a essa cor.
LED INFRAVERMELHO
Existem LEDs que emitem luz
no infravermelho, que é uma forma de radiação invisível ao olho humano. Apesar
de não se poder observar a luz emitida de um LED infravermelho, esse
dispositivo apresenta o mesmo princípio de funcionamento dos LEDs
convencionais.
LEDs infravermelhos são
utilizados principalmente em alarmes residenciais e industriais, em
dispositivos de controle remoto e em sistemas de comunicações ópticas.
UTILIZAÇÃO DO LED
O emprego do LED em tensões contínuas exige a
fixação da sua corrente direta nominal. A limitação da corrente pode ser feita
através de um resistor conectado em série com o LED.
A Fig.8 ilustra o diagrama de um circuito
retificador de onda completa que utiliza um LED como indicador de fornecimento
da tensão de saída do circuito.
O valor de resistência do resistor limitador pode ser obtido da
expressão
onde
·
Vcc = tensão de saída
da fonte.
·
VF =
tensão nominal de condução do LED.
·
IF =
corrente nominal de condução do LED.
Exemplo 1: Determinar a resistência do
resistor limitador para uma fonte que fornece uma tensão cc de 10 V, para utilização de um LED LD30C, como mostrador
luminoso.
Da segunda linha da Tabela 1, tem-se que
VF = 1,6 V , IF = 20 mA
Utilizando o valor Vcc=10 V da Tabela 1, resulta,
parabéns pela orientação
ResponderExcluir