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FORMAÇÃO - PRÁTICAS DE ELETRICIDADE

revista técnico-profissional

o electricista

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Manuel Teixeira e Paulo Peixoto ATEC

ficha prática n.º 29

{INTRODUÇÃO À ELETRÓNICA}

Além dos díodos de junção anteriormente analisados existem díodos para aplicações específicas que serão analisados nas próximas edições. Destacam-se nesta Ficha Prática os díodos emissores de luz.

6› DÍODOS EMISSORES DE LUZ

Figura 39 . Díodo Emissor de Luz.

6.1› Introdução Os díodos emissores de luz, conhecidos como LEDs, são verdadeiros heróis não reconhecidos no mundo da eletrónica. Apresentam várias funcionalidades e são encontrados em todos os tipos de aparelhos: formam números em relógios digitais, transmitem informações de controlos remotos, iluminam relógios e informam quando as ferramentas estão ligadas. Agrupados podem formar imagens numa televisão gigante ou substituir uma lâmpada incandescente normal. Os LEDs não apresentam filamentos e não ficam demasiado quentes, além disso são iluminados somente pelo movimento num material semicondutor, e duram tanto quanto um transístor padrão. Neste artigo, vamos examinar os princípios básicos existentes.

Figura 40 . Símbolo do díodo emissor de luz.

6.2› Caraterísticas Intrínsecas › POLARIZAÇÃO Como já vimos um díodo é o tipo mais simples de semicondutor. De modo geral, um semicondutor é um material com capacidade variável de conduzir corrente elétrica. A maioria dos semicondutores é feita de um condutor fraco que teve impurezas (átomos de outro material) adicionadas. No caso dos LEDs, o material condutor é

normalmente arseneto de alumínio e gálio (AlGaAs). No arseneto de alumínio e gálio puro, todos os átomos ligam perfeitamente aos seus vizinhos, sem deixar electrões (partículas com carga negativa) livres para conduzir corrente elétrica. Como já vimos também um díodo é composto por uma secção de material tipo N ligado a uma secção de material tipo P, com elétrodos em cada extremidade. Essa combinação conduz eletricidade apenas numa direção. Quando nenhuma tensão é aplicada ao díodo, os eletrões do material tipo N preenchem os buracos do material tipo P ao longo da junção entre as camadas, formando uma zona vazia. Numa zona vazia, o material semicondutor volta ao seu estado isolado original - todos os buracos são preenchidos, de modo que não haja eletrões livres nos espaços vazios, e a carga não possa fluir. A interação entre eletrões e buracos nesta configuração tem um interessante efeito colateral - ela gera luz.

6.3› Produção de Luz A luz é uma forma de energia que pode ser libertada de um átomo. É feita de uma grande quantidade de pequenos pacotes tipo partículas que têm energia e momento, mas nenhuma massa. Estas partículas, chamadas fotões, são as unidades básicas da luz. Os fotões são libertados como resultado do movimento de eletrões. Num átomo, os eletrões movem-se em órbitas ao redor do núcleo. Eletrões em órbitas diferentes têm quantidades diferentes de energia. De maneira geral, os eletrões com mais energia movem-se em órbitas mais distantes dos núcleos. Como resultado, a frequência do fotão é tão baixa que é invisível ao olho humano - está na porção infra-vermelha do espetro de luz. Certamente, isto não é necessariamente algo mau: LEDs infra-vermelhos são ideais para controlos remotos, entre outras coisas. Díodos emissores de luz visível (VLEDs), como os que iluminam um relógio digital, são feitos com materiais que possuem uma grande distância entre a banda de condução e as órbitas mais baixas. A distância determina a frequência do fotão - noutras palavras, ela determina a cor da luz. Enquanto todos os díodos libertam luz, a maioria não o faz muito efetivamente. Num díodo comum, o próprio material semicondutor absorve parte da energia da luz. Os LEDs são fabricados especialmente para libertar um grande número de fotões para fora. Além disso, eles são montados em bulbos de plástico que concentram a luz numa direção específica.


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PRÁTICAS DE ELETRICIDADE 61

Outro factor importante, comparando com o LCD, é o factor “preto real”. Ao não polarizar os díodos orgânicos, a luz própria passa a ser uma luz obscura, deixando o ecrã preto, verdadeiramente preto, o que traz uma grande redução de custos em relação à energia, em Modo StandBy. Para além disso, o facto de usar materiais plásticos ou orgânicos (em vez dos materiais cristalinos ou metálicos), os ecrãs são mais leves, mais finos e mais flexíveis do que os ecrãs LCD. O material orgânico utilizado significa também imagens mais nítidas (em vez de ter que utilizar a retro-iluminação para produzir as imagens). Permite também melhorar o campo de visão do telespetador, que pode assistir de qualquer ângulo confortavelmente às imagens exibidas, aumentando assim o tempo de resposta. E suportam melhor também o calor e o frio. No entanto, esta tecnologia traz também as suas desvantagens. Apesar de existir há quase 20 anos, o OLED é ainda uma nova tecnologia, o que significa que os fabricantes ainda estão a tentar melhorar os sistemas de produção para tentar minimizar os custos de produção. Como o fabrico de ecrãs OLED necessitam de “salas limpas”, a humidade e a sujidade podem afectar a produção.

teste de conhecimentos n.º 6 1. Considere o circuito ilustrado na Figura 46 e indique qual deve ser o valor da Resistência R para a proteção do mesmo.

Figura 46 . Circuito em análise.

2. Dimensione o valor da resistência limitadora do circuito da Figura seguinte de tal forma que, o LED esteja dentro dos limites especificados pelo fabricante.

Figura 47 . Dimensionamento do circuito - Cálculo da resistência limitadora.

solução do teste anterior 1. UA = 13,8 V; UB = 11,4 V; UC = 10,7 V; UD=10 V. 2. Resposta C.

Ficha prática n.º 29: introdução à eletrónica  
Ficha prática n.º 29: introdução à eletrónica  

Autor: Manuel Teixeira e Paulo Peixoto; Revista: oelectricista nº39

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