Diodo emissor de luz: diferenças entre revisões

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O LED é um [[diodo]] [[semicondutor]] (junção P-N) que quando é energizado emite [[luz]] visível – por isso LED (Diodo Emissor de Luz). A [[luz]] não é [[monocromático|monocromática]] (como em um [[laser]]), mas consiste de uma banda espectral relativamente estreita e é produzida pelas interações energéticas do [[electrão|eletrão]] ''(português europeu)''/elétron ''(português brasileiro)''. O processo de emissão de [[luz]] pela aplicação de uma fonte elétrica de [[energia]] é chamado ''eletroluminescência''.
 
Em qualquer junção P-N polarizada diretamente, dentro da estrutura, próximo à junção, ocorrem recombinações de lacunas e elétrons. Essa recombinação exige que a energia possuída pelos elétroneletrões seja liberada, o que ocorre na forma de [[calor]] ou [[fóton]]s de luz .
 
No [[silício]] e no [[germânio]], que são os [[elementos]] básicos dos [[diodos]] e [[transistor]]es, entre outros componentes eletrônicos, a maior parte da energia é liberada na forma de calor, sendo insignificante a luz emitida (devido à opacidade do material), e os componentes que trabalham com maior capacidade de corrente chegam a precisar de irradiadores de calor (dissipadores) para ajudar na manutenção dessa temperatura em um patamar tolerável.
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Já em outros materiais, como o [[arsenieto de gálio]] (GaAs) ou o fosfeto de gálio (GaP), a quantidade de fótons de luz emitida é suficiente para constituir fontes de luz bastante eficientes.
 
A forma simplificada de uma junção P-N de um LED demonstra seu processo de eletroluminescência. O material dopante de uma área do [[semicondutor]] contém [[átomo]]s com um elétron a menos na [[banda de valência]] em relação ao material semicondutor. Na ligação, os [[íon|iõe]]s desse material dopante (iões "aceitadores") removem elétrons de valência do semicondutor, deixando "lacunas" (ou buracos), fazendo com que o semicondutor torne-se do tipo P. Na outra área do semicondutor, o material dopante contém átomos com um elétroneletrão a mais do que o semicondutor puro em sua faixa de valência. Portanto, na ligação esse elétron fica disponível sob a forma de elétroneletrão livre, formando o semicondutor do tipo N.
 
[[Ficheiro:Digital Clock 1232.JPG|thumb|left|Relógio com tela de LED.]]
Os semicondutores também podem ser do tipo compensados, isto é, possuem ambos os dopantes (P e N). Neste caso, o dopante em maior concentração determinará a que tipo pertence o semicondutor. Por exemplo, se existem mais dopantes que levariam ao P do que do tipo N, o semicondutor será do tipo P. Isso implicará, contudo, na redução da Mobilidade dos Portadores.
 
A Mobilidade dos Portadores é a facilidade com que cargas n e p (elétronseletrões e buracos) atravessam a estrutura cristalina do material sem colidir com a vibração da estrutura. Quanto maior a mobilidade dos portadores, menor será a perda de energia, portanto mais baixa será a [[resistividade]].
 
Na região de contato das áreas, elétroneletrões e lacunas se recombinam, criando uma fina camada praticamente isenta de portadores de carga, a chamada barreira de potencial, onde há apenas os iões "doadores" da região N e os íons "aceitadores" da região P que, por não apresentarem portadores de carga, "isolam" as demais lacunas do material P dos outros eletrões livres do material N.
 
Um elétron livre ou uma lacuna só pode atravessar a barreira de potencial mediante a aplicação de energia externa (polarização direta da junção). Nesse ponto ressalta-se um fato físico do semicondutor: nesse material, os eletrões só podem assumir determinados níveis de energia (níveis discretos), sendo as bandas de valência e de condução as de maiores níveis energéticos para os eletrões ocuparem.