Experimento 2 – Características e Aplicações de Diodos (Parte 1)

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
LABORATÓRIO DE DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS
LABORATÓRIO 1
DIODOS
Experimento 1
Características e Aplicações de Diodos
LABORATÓRIO DE
DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS
Guia de Experimentos
1
Experimento 1 – Características e Aplicações de Diodos (Parte 1)
Objetivos
Os experimentos de laboratório aqui apresentados têm por objetivo o estudo
das características elétricas do diodo de junção de silício, bem como algumas de suas
principais aplicações, tais como: retificadores, portas lógicas, grampeadores e
multiplicadores de tensão (dobradores/triplicadores).
Introdução Teórica
Diodo Ideal
O diodo semicondutor é um dos elementos básicos constituinte de uma
grande variedade de sistemas eletrônicos atuais. Ele aparece em aplicações simples ou
complexas. Antes de examinar as características de um dispositivo real, consideraremos
primeiro o dispositivo ideal, que serve como base de comparação. O diodo ideal é um
dispositivo de dois terminais, cujo símbolo e curva característica estão mostrados nas
Figuras 1a e 1b, respectivamente.
+
+
vd
id
-
-
+
0
vd
id
(a)
(b)
Figura 1 – Diodo ideal: (a) símbolo; (b) características.
Analisando a curva característica descrita acima, conclui-se que com a
polaridade apresentada na Figura 1a o diodo se comporta como um curto-circuito (região
de condução direta), caso se inverta a polaridade, o diodo se comporta como um circuito
aberto (região de não-condução).
Diodo Real
O diodo semicondutor é formado da junção de um material tipo P com um
material tipo N, construídos a partir da mesma base de Silício. Outros tipos de
semicondutores, como o de Germânio, também são usados, mas o diodo de Silício é mais
difundido comercialmente porque possui capacidade de corrente, tensão de pico inversa
(TPI) e faixa de temperatura mais altas. A vantagem do diodo de Germânio sobre o de
Silício é que sua região ativa se inicia com tensões mais baixas. Para diodos de Silício
VO=0,7 V e para diodos de Germânio VO=0,3 V.
2
A Figura 2 mostra a curva característica do diodo de Silício. A mesma
curva é mostrada na Figura 3, com as escalas expandidas ou comprimidas de forma a
apresentar melhor os detalhes.
id
vd
Figura 2 – Característica do diodo de Silício – escala contínua nos eixos vertical e
horizontal.
id
(1)
vd
vz
0,7 V
(3)
(2)
Figura 3 – Característica do diodo de Silício – escalas diferentes nos eixos vertical e
horizontal.
Na curva da Figura 3 pode-se observar três regiões distintas:
(1) Região de polarização direta, determinada por vd>0;
(2) Região de polarização reversa, determinada por vd<0;
(3) Região de ruptura, determinada por vd<vz.
A Região de Polarização Direta
A condição de polarização direta é estabelecida quando aplicado o potencial
positivo ao anodo e o potencial negativo ao catodo. A relação id×vd pode ser bem
aproximada pela equação 2.1. Equation Section 2
⎛ vd
⎞
i d = Is ⎜ e ηVT − 1⎟
⎝
⎠
(2.1)
3
IS é a Corrente de Saturação Reversa ou Corrente, que é constante para um
determinado diodo numa dada temperatura, dependendo das dimensões da junção e da
estrutura física. IS é da ordem de 10-15 A e tem uma forte dependência com a temperatura,
dobrando a cada acréscimo de 10° C. A tensão VT é uma constante chamada tensão
térmica, dada por
VT =
kT
q
(2.2)
k é a constante de Boltzman que vale 1,38×10-23 Joules/Kelvin
T é a temperatura absoluta em Kelvin
q é a carga elétrica do elétron que vale 1,602×10-19 Coulomb
Na temperatura ambiente (27°C = 300K) o valor de VT é de
aproximadamente 26 mV. A constante η da equação do diodo tem um valor entre 1 e 2,
dependendo do material e da estrutura física do diodo. η=1 para diodos de Germânio e
η=2 para diodos de Silício para correntes nominais.
Para Vd>>ηVT, ou seja, considerando η=2 para Vd>>52mV a equação do
diodo pode ser aproximada por
i d = Is e
vd
ηVT
(2.3)
ou na forma logarítmica
vd = ηVT ln
id
Is
(2.4)
Esta dependência logarítmica indica que, para grandes variações na corrente
do diodo, tem-se uma pequena variação da sua tensão. Pela equação 2.4 observa-se que
para η=1, a tensão do diodo aumenta 60 mV para um aumento de 10 vezes na corrente.
Para uma dada temperatura, a característica do diodo fica completamente
determinada conhecendo-se IS e η. Estes parâmetros podem ser determinados
experimentalmente tomando dois valores diferentes de ID e VD.
Para a primeira medição, tem-se
vd1
I D1
ηVT
i
=
I
e
V D1 = ηVT Ln
e
(2.5)
d1
s
IS
Para a segunda medição, tem-se
vd 2
I
i d 2 = Is e ηVT
V D 2 = ηVT Ln D 2
e
(2.6)
IS
Dividindo-se a equação 2.6 pela equação 2.5, tem-se
VD 2 −VD 1
I D2
= e ηVT
I D1
Aplicando-se logaritmo a ambos os termos obtém-se
V − VD1
η = D2
⎛I ⎞
VT Ln⎜⎜ D 2 ⎟⎟
⎝ I D1 ⎠
(2.7)
(2.8)
De onde se calcula η. De posse do valor de η pode-se calcular o valor de IS
utilizando a equação 2.5 ou a equação 2.6.
Esta medição é realizada aplicando-se uma corrente sobre o diodo e
medindo-se a sua tensão. Fazendo isso para vários valores pode-se produzir a curva
completa. A curva característica do diodo também pode ser visualizada no osciloscópio
4
usando os canais horizontal e vertical do mesmo e uma fonte de sinal com uma forma de
onda dente de serra ou triangular. Aplicando na entrada X a tensão dos terminais do diodo e
na entrada Y uma amostra da corrente do diodo retirada através de um resistor em série
como mostrado no circuito da Figura 4, obtém-se a curva característica do diodo.
X
D
Y
Gnd
R
Figura 4 – Conexões para observar a curva característica no osciloscópio.
Deve-se observar que a tensão sobre o resistor é tomada com polaridade
invertida com relação a corrente do circuito. Desta forma, a curva do diodo aparece
invertida na tela do osciloscópio (4° quadrante). É importante observar que o osciloscópio
e o gerador não podem ser ambos aterrados.
Teste do Diodo com Ohmímetro
A condição de um diodo semicondutor pode ser rapidamente determinada
usando-se um ohmímetro. A bateria interna do ohmímetro polarizará direta ou reversamente o
diodo quando aplicada. Se o terminal positivo for ligado ao ânodo e o terminal negativo ao
cátodo, então o diodo fica diretamente polarizado e o medidor deve indicar uma resistência
baixa. Com a polaridade contrária, a bateria interna polarizará o diodo reversamente e a
resistência será muito alta. Esta análise vale apenas para o ohmímetro digital. Com o
ohmímetro analógico, a análise que deve ser feita é a inversa da descrita anteriormente. Isto
acontece porque a bateria interna do multímetro analógico polariza os componentes de forma
invertida em relação ao multímetro digital. Caso ocorra uma medição pequena de resistência
em ambas as polaridades, o diodo está danificado (curto-circuito ou em fuga). Caso ocorra
uma medição de alta de resistência em ambas as polaridades, o diodo está danificado (aberto).
A Figura 5 mostra a forma física de um diodo de baixa/média potência.
Anodo
Catodo
Figura 5 – Forma física de um diodo de baixa/média potência.
Aplicações de Diodos
Retificadores
A principal aplicação de diodos é na construção de retificadores para uso
em fontes de alimentação. Um retificador obtém uma tensão DC a partir de uma tensão
alternada. O circuito com diodo transforma o sinal alternado de entrada em um sinal
unipolar pulsante. Um filtro capacitivo separa a componente DC na tensão de saída.
Para se ter um sinal de saída DC estável, normalmente se utiliza um
regulador de tensão, que é um circuito que controla a tensão de saída modificando a sua
5
própria queda de tensão (no caso do regulador série), absorvendo as variações. Um
diagrama genérico pode ser visto na Figura 6.
IL
Linha AC
220V/60Hz
VS
Retificador
com Diodo
Filtro
Regulador
V
de Tensão O
Carga
Figura 6 – Diagrama de uma fonte de alimentação.
Em uma fonte de alimentação, o transformador tem a função de isolar a
fonte da rede elétrica e reduzir ou elevar a tensão alternada da rede de forma a aproximar
da tensão desejada. Ele consiste de dois indutores enrolados em torno de um núcleo de
ferro laminado que acopla os dois enrolamentos magneticamente. O primário é ligado a
rede e o secundário é conectado ao circuito. A relação entre a tensão de entrada e a de
saída é dada pela relação entre o número de espiras do enrolamento primário e do
secundário.
É importante relembrar os conceitos de valor médio e valor eficaz ou RMS
de uma forma de onda periódica. O valor médio do sinal f(t) de período T é
Vm =
1 T
f ( t)dt
T ∫0
(2.8)
O valor médio de um sinal senoidal é zero. O valor médio de um sinal DC é
o próprio valor DC.
O valor RMS (Root Mean Squared) ou valor médio quadrático, é o valor
que uma fonte DC teria para prover a mesma potência numa carga alimentada pela tensão
AC. Matematicamente, o valor RMS do sinal f(t) de período T é
1 T
2
[f (t )] dt
(2.9)
∫
0
T
VP
, onde VP é a tensão de pico. O
O valor RMS de um sinal senoidal é
2
Vrms =
valor RMS de um sinal DC é o próprio valor DC.
Para que o projeto de um retificador seja bem sucedido, devem-se saber
quais componentes serão necessários e suas características. Para a determinação do
transformador, deve-se saber qual a tensão e corrente máxima que a fonte irá fornecer.
Estes são os valores nominais do transformador. Lembrando que a tensão indicada no
invólucro do transformador é a tensão eficaz.
Determinado VP e IMAX calculam-se os parâmetros que determinarão qual
diodo se adequará ao projeto, tais como: Potência total máxima (PDMAX), Tensão reversa
máxima (VDRMAX) e Corrente de pico máxima (IPDMAX). O cálculo destes parâmetros
depende do tipo de retificador utilizado.
6
Retificador de Meia Onda
O circuito retificador de meia onda pode ser visto na Figura 7 e as formas
de onda correspondentes nas Figuras 8 e 9.
D
D
+
VO
-
R
+
VO
-
+
VS
VS
C
R
(a)
(b)
Figura 7 – Retificador de meia onda: (a) sem filtro; (b) com filtro
VD
VS
VO
Figura 8 – Forma de onda da saída de um retificador de meia onda sem filtro.
Na saída do retificador de meia onda obtemos um sinal pulsado com tensão
em apenas meio ciclo. Assim não está havendo aproveitamento total da entrada.
Ao colocarmos um capacitor como filtro, este se carregará quando a entrada
for maior do que a saída. Nas descidas do sinal, o diodo para de conduzir e o capacitor
fornece a corrente para a carga. Nesse período a forma de onda de saída é exponencial
decrescente. A variação da tensão de saída é denominada ripple e é dada por
Vr =
VP
fRC
(2.10)
O valor médio da tensão de saída é diferente de zero, como pode ser
observado na Figura 9
VR
VS
VO
Figura 9 – Forma de onda da saída de um retificador de meia onda com filtro.
No retificador de meia onda, VDRMAX e IPDMAX são dados pelas seguintes
equações respectivamente:
7
VDRMAX = 2VP
(2.11)
⎛
2VP ⎞
I PDMAX = I MAX ⎜⎜1 + 2π
⎟
Vr ⎠⎟
⎝
(2.12)
Retificador de Onda Completa
O retificador de onda completa aproveita os dois ciclos do sinal de entrada,
gerando um sinal pulsado com um período igual ao dobro da freqüência de entrada. Temos
basicamente dois tipos de circuito retificador de onda completa: retificador com center tap
(derivação central) e retificador em ponte.
Retificador com Center Tap
O retificador com center tap utiliza um transformador com derivação central no
secundário, o que equivale a dois enrolamentos, ambos com o mesmo sentido (o sentido é
explicitado em circuitos com transformadores através de pontos no símbolo que mostram a
relação de fase entre primário e secundário). O circuito do retificador com center tap pode ser
visto na Figura 10. A forma de onda resultante é mostrada na Figura 11.
D1
+
VO
-
R
.VS
+
VO
-
+
D1
C
R
.VS
VS
VS
D2
D2
(a)
(b)
Figura 10 – Retificador com center tap: (a) sem filtro; (b) com filtro
VD
VO
-VS
VS
Figura 11 – Forma de onda de um retificador em onda completa sem filtro.
Como os picos são mais próximos no retificador em onda completa, o
tempo de descarga do capacitor é menor e, por conseguinte o ripple é menor, para a
mesma corrente de carga. A variação da tensão de saída é dada por
Vr =
VP
2fRC
(2.13)
8
No retificador de onda completa com center tap, VDRMAX e IPDMAX são
dados pelas seguintes equações respectivamente:
VDRMAX = 2VP
(2.14)
⎛
VP ⎞
I PDMAX = I MAX ⎜⎜1 + 2π
⎟
2Vr ⎠⎟
⎝
(2.15)
Retificador em Ponte
A ponte de diodos é uma construção muito conhecida. O circuito de um
retificador em ponte pode ser visto na Figura 12. Quando a tensão VS é positiva, D1 e D2
conduzem e a corrente na carga é positiva. Quando VS é negativa, D3 e D4 conduzem,
mantendo o mesmo sentido da corrente, conseqüentemente a corrente na carga também é
positiva. O resultado é o mesmo do retificador em center tap e é mostrado na Figura 13.
D4
D1
D4
D1
D2
D3
VS
VS
D3
R
+
D2
+
VO
-
C
R
+
VO
-
(a)
(b)
Figura 12 – Retificador de onda completa em ponte: (a) sem filtro; (b) com filtro
VO
VR
-VS
VS
Figura 13– Forma de onda de um retificador em onda completa com filtro: Center tap ou
ponte.
No retificador de onda completa em ponte, VDRMAX e IPDMAX são dados
pelas seguintes equações respectivamente:
VDRMAX = VP
(2.16)
⎛
VP ⎞
I DPMAX = I MAX ⎜⎜1 + 2π
⎟
2Vr ⎠⎟
⎝
(2.17)
9
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
LABORATÓRIO DE DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS
Parte Experimental
Mat: __________
Aluno:
Objetivos
Montagem e observação experimental com diversos circuitos usando diodos a
semicondutor.
1° Experimento –
Estudo da Curva Característica do Diodo a
Semicondutor
a) Dado o diodo de sinal 1N4148, identifique o anodo e o catodo com
o ohmímetro.
b) Monte o circuito da Figura 1.
c) Aplique uma tensão VDC = 10V e meça a tensão sobre o diodo VD
(leitura do voltímetro) considerando R= 220Ω, 470Ω, 1KΩ, 4,7KΩ,
10KΩ, 47KΩ e 100KΩ. Anote os dados na Tabela 1. O valor de ID
V − VD
pode ser obtido pela relação I D = DC
.
R
d) Com os valores medidos, encontre Is e η.
e) Observe a variação da tensão (mínima e máxima) sobre o diodo
quando comparada com a variação da corrente (mínima e
máxima) pelo mesmo. Comente.
f) Com VDC = 10V e R = 1KΩ, inverta a posição do diodo e meça a
tensão sobre o diodo VD (leitura do voltímetro). Comente.
Figura 1
R(Ω)
Vd(V)
Id(mA)
220Ω
470Ω
1kΩ
2,2kΩ
4,7kΩ
10kΩ
47kΩ 100kΩ
Tabela 1
Is
η
10
2° Experimento - Comparador
de Tensão e Portas Lógicas
No circuito a seguir o sinal de saída corresponde ao maior entre os
dois sinais de entrada, realizando a função max(V1,V2). Este circuito é denominado
comparador de tensão, sendo a saída Vo o maior entre os valores das tensões V1 e V2.
Por outro lado, se os sinais de entrada forem digitais binários, com dois valores de tensão
(V e 0) a saída do circuito realiza a função lógica OU.
V1
V2
D1
D2
VO
R
COMPARADORDE TENSÃO e PORTA LÓGICA OU com diodos.
a) Monte o circuito da Figura 2a.
b) Preencha as Tabelas com os valores de Vo1 e Vo2 em função de V1 e
V2. As entradas V1 e V2 só podem assumir os valores 0 V ou 5 V.
c) Repita os itens (a) e (b) para o circuito da Figura 2b.
d) Com base nas Tabelas obtidas identifique os circuitos lógicos
correspondentes.
5V
1N4007
V1
10 kΩ
1N4007
V2
VO1
1N4007
V1
VO2
10 kΩ
V2
1N4007
Figura 2a
V1
V2
Figura 2b
V01
V1
V2
V02
11
3° Experimento – Retificadores
de Tensão
a)
b)
c)
d)
Monte os circuitos das Figuras 3a, 3b e 3c.
Aplique uma tensão senoidal de 1 kHz com VP = 10V e R=1KΩ.
Observe o sinal na entrada e saída simultaneamente. Comente.
Meça os valores das tensões de pico VP na entrada e na saída.
Existe alguma diferença nas amplitudes (entrada/saída)? Justifique.
e) Mude a forma de onda na entrada para onda triangular e
quadrada. Observe a saída.
Retificador de Meia Onda
Figura 3a
Figura 3b – Conversor AC/DC
Retificador de Onda Completa
Figura 3c
12
4° Experimento –
Grampeador (Deslocador de Nível de Tensão)
Os circuitos grampeadores ou deslocadores de níveis possuem aplicações muito
importantes em circuitos eletrônicos. Têm como função deslocar a tensão alternada de
entrada, adicionando ou subtraindo um valor CC à forma de onda alternada.
Estes circuitos são utilizados também como restauradores de nível DC após
acoplamento capacitivo.
Os circuitos grampeadores baseiam seu funcionamento na ação do diodo, porém,
não modificam a forma de onda de entrada, apenas acrescentam um nível de tensão
contínua ao sinal. A função do circuito grampeador é deslocar a tensão de entrada de tal
forma que o valor resultante máximo da saída permanecerá em um valor fixo, sem que
ocorra distorção da forma de onda aplicada. Um grampeador tem por finalidade elevar um
sinal, abaixo ou acima de um determinado nível. A tensão de saída é dita grampeada
positivamente e o circuito está mostrado na Figura 9. Este circuito pode ser necessário
quando as variações de um sinal devem ocorrer em torno de um nível DC, ou quando, um
determinado sinal que sofreu desacoplamento capacitivo, onde teremos a retirada de sua
componente contínua, e esta deve ser restaurada.
a) Monte o circuito grampeador da Figura 4. A tensão de alimentação
Vs do circuito pode ser a tensão do secundário do transformador ou
de um gerador de sinais (Sinal senoidal 1kHz e 10VP). Verifique o
funcionamento deste circuito.
b) Inverta a polaridade do diodo. Verifique o funcionamento deste
circuito. Tire suas conclusões.
Figura 4
5° Experimento – Multiplicadores
de Tensão
Os multiplicadores da tensão são dispositivos de conversão de potência AC-DC
geralmente representados por um conjunto de diodos e capacitores interligados de forma a
produzirem uma alta tensão DC a partir do potencial de uma fonte AC de uma mais baixa
tensão. Os multiplicadores são dispostos de múltiplos estágios sendo cada estágio
representado por um diodo e um capacitor.
São circuitos usados para obter grandes valores de tensões DC. O circuito
multiplicador de tensão é aquele que aumenta o valor de uma tensão AC (senoide) por um
número inteiro maior ou igual a dois. Os circuitos multiplicadores de tensão mais comuns
são: os dobradores, os triplicadores e os quadruplicadores de tensão. O circuito
dobrador de tensão permite que se obtenha uma tensão DC que equivale a duas vezes o
13
valor da tensão de pico positiva ou duas vezes o valor da tensão de pico negativa de um
sinal senoidal de entrada.
Usando apenas capacitores e diodos, estes multiplicadores de tensão podem
intensificar tensões relativamente baixas a valores extremamente elevados, ao mesmo
tempo em que são mais economicamente viáveis do que transformadores.
Para cada montagem a seguir meça a tensão sobre cada capacitor.
a) Monte o circuito dobrador de tensão da Figura 5a. Use um gerador
de sinais (Sinal senoidal 1kHz e 10VP). Verifique o funcionamento
deste circuito. Observe e meça o valor da tensão Vo.
b) Monte o circuito dobrador de tensão da Figura 5b. Use um gerador
de sinais (Sinal senoidal 1kHz e 10VP). Verifique o funcionamento
deste circuito. Observe e meça o valor da tensão Vo.
c) Monte o circuito triplicador de tensão da Figura 5d. Use um gerador
de sinais (Sinal senoidal 1kHz e 10VP). Verifique o funcionamento
deste circuito. Observe e meça o valor da tensão VDC.
d) Para cada um das medições efetuadas nos itens a, b e c compare
e comente sobre os valores da tensão de pico na entrada e saída.
Justifique.
Dobrador de tensão de meia onda
Figura 5a
Dobrador de tensão de onda completa
Figura 5b
14
Figura 5c
Observe que as Figuras 5b e 5c são representantes de um mesmo circuito.
Chama-se dobrador de tensão de onda completa porque cada um dos capacitores de
saída é carregado durante cada semiciclo. Durante o semiciclo positivo D1 conduz
carregando C1. Durante o semiciclo negativo D2 conduz carregando C2. Como a tensão
de carga dos capacitores é o valor da tensão de pico da onda e eles estão dispostos em
série a tensão sobre a resistência será de 2Vp.
Triplicador de tensão
Figura 5d
Funcionamento: O primeiro estágio funciona como um duplicador de tensão de
meia onda carregando C2 com 2VP Como no semiciclo negativo D3 fica diretamente
polarizado C3 também se carrega com 2VP e entre C1 e C3 teremos uma tensão de 3VP
(triplicador de tensão).
15
Quadruplicador de tensão
Uma vantagem adicional desta configuração de circuito é que a tensão através de
cada estágio é somente igual a duas vezes à tensão de entrada máxima, assim tem-se a
vantagem de exigir componentes de custo relativamente baixo (tensão menor sobre cada
capacitor individualmente) e de fácil isolação.
Aplicações
Usado originalmente para a obtenção de alta tensão nos tubos de imagem de
televisores de raios catódicos, os multiplicadores de tensão atualmente encontram varias
aplicações práticas: em fontes de alimentação de alta tensão, em sistemas de raio X,
sistemas para lasers, em aceleradores de partícula, tubos de fotomultiplicadores, bombas
de íons, ionisadores de ar, sistemas eletrostáticos, máquinas copiadoras, em backlighting
de LCD, na instrumentação científica, nos osciloscópios e em muitas outras aplicações que
utilizam alta tensão em DC.
6° Experimento –
LED (Light Emitting Diode)
Diodos Emissores de Luz
O LED é um diodo semicondutor (junção P-N) que quando energizado emite luz
visível por isso LED (Diodo Emissor de Luz). A luz não é monocromática (como em um
laser), mas consiste de uma banda espectral relativamente estreita e é produzida pelas
interações energéticas do elétron. 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 por esse elétron, que
até então era livre, seja liberada, o que ocorre na forma de calor ou fótons de luz. A cor,
portanto, dependente do cristal e da impureza de dopagem com que o componente é
fabricado. O led que utiliza o arseneto de gálio emite radiações infravermelhas. Dopandose com fósforo, a emissão pode ser vermelha ou amarela, de acordo com a concentração.
Utilizando-se fosfeto de gálio com dopagem de nitrogênio, a luz emitida pode ser verde ou
amarela. A cor da luz emitida (comprimento de onda) depende, portanto do material
semicondutor usado na sua fabricação conforme a Tabela a seguir.
16
Os LEDs não suportam tensão reversa (Vr) de valor significativo, podendo-se
danificá-los com apenas 5V de tensão nesse sentido.
Os LEDs são mais duráveis, mais eficientes do ponto de vista luminoso (mais
brilho), não emitem calor e consomem menos energia.
Tabela
Considere o circuito da Figura 6. Observe que tensão de alimentação de um LED
depende de suas características e que variam com o tipo e cor de cada LED.
(a) Aplique uma tensão V = 5V em série com um resistor R = 470Ω e utilizando
LED´s de diferentes cores (vermelho, verde, amarelo) meça a tensão sobre cada
LED.
(b) Substitua a fonte DC por uma onda quadrada com V=5VP, freqüência de 5 Hz e
observe o comportamento do LED.
Figura 6
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Aplicações
Os LED´s possuem uma vasta gama de aplicações na pratica, desde sua indicação
luminosa em equipamentos eletrônicos, iluminação residencial até a realização em
semáforos e pistas de aeroportos, devido as suas características de luminosidade,
eficiência, durabilidade e confiabilidade.
Com a substituição dos sistemas de iluminação atual pela tecnologia dos LEDs,
principalmente pelos HB-LEDs (High-Brightness LED) - LEDs de alto brilho - teremos
grandes reduções no consumo energético global e redução dos custos em manutenção.
Os LED´s infra-vermelho emitem uma luz que não se vê, e que é usada tipicamente
no controle remoto de TV, sistemas de segurança e outros aparelhos.
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