Light emitting diode (LED) is used to provide light in places and instruments where your use is more convenient then a light bulb. Especially used in microelectronics as warning signs, can also be found in bigger sizes as traffic lights. Also used in LED panel, LED curtains and light poles, getting a reduction in energy consumption.
The emitted light is not monochromatic. The color depends on the crystal and the impurity of doping with which is manufactured. LED made with gallium arsenide emits infrared radiations. Doping with phosphor, emission can be red or yellow, according the concentration. Using gallium phosphide with nitrogen doping, light emission can be green or yellow. Nowadays, with the using of other materials, LEDs that emits blue, violet and even ultraviolet light can be produced. There are white LEDs too, but they are generally blue light emitting LEDs, coated with a phosphorus layer of the same type used in fluorescent lamps, which absorbs blue light and emits white light. These LEDs are great substitutes for common lamps, because of the lower price, high yield and great durability, they should replace them in the medium-to-long term. There are more expensive white LEDs called RGB, which have three chips: red, green and blue. A variety of RGB LEDs are LEDs with an integrated microcontroller, by which we get a mixing of different colors using a single LED.
Find the physical appearance of some LEDs and their electric symbol.
Generally, LEDs works in 1,6 to 3,3V voltage, being compatible with solid-state circuits. Its interesting notice that voltage is dependent of emitted wave length. Therefore, infrared LEDs generally works with less than 1,5V, red with 1,7V, yellow with 1,7 or 2.0V, green between 2.0 and 3.0V, while blue, violet, and ultraviolet LEDs generally needs more than 3V. The necessary potency is in typical range of 10 to 150mW, with a useful lifetime of 100.000 hours or more.
Flashlights based in high-brightness LEDs with low energy consumption.
LED is a p-n junction device, that’s why its direct polarization property is similar a semiconductor diode.
Being polarized, most manufacturers adopt a code to identify the LEDs external terminals: A (anode) and K (cathode).
In round LEDs, two encodings are common: K terminal is identified as being that next to a small chamfer on the side of the circular base of casing, or by being the smallest of both terminals. Some manufacturers adopt both identifications simultaneously.
In rectangular LEDs, some manufacturers mark the K terminal with a small flare of the terminal near the component base, or just leave the terminal shorter.
But, it may happen the component doesn’t bring any external reference identifying the terminals. In this case, if the casing is semitransparent, the cathode (K) can be identified as the terminal containing the broader inner electrode than the other terminal (anode). Besides broader, sometimes cathode is lower than anode.
Light emitting diodes (LEDs) are also used in alphanumeric displays constructions.
There are also bicolor LEDs, which are made by the junction of different materials in the same casing, so that a polarization inversion changes the color light emitted from green to red, and vice versa. There are still three terminals bicolor LEDs, being one to drive the material doped junction to produce green light, other to drive the material doped junction to produce red light, and the third common to both junctions. The common terminal can correspond to the interconnection of junction anodes (bicolor LEDs in common anode) or its cathodes (bicolor LEDs in common cathode).
Although normally treated by bicolor LED (red+green), this type of LED is actually tricolor, that’s because each junction generates independent colors, and these two junctions can be polarized simultaneously, resulting in emission of orange light.
Usually, LEDs substitute signaling lamps or pilot lamps in instrument’s panels and various equipment. To pin in these panels, it is common the use of threaded plastic holders.
As the diode, LED can’t receive voltage directly between its terminals, once the current must be limited to not damage the junction. Then, it is common to use a current-limiting resistor connected in series with the LED. The formula to calculate the correct resistance to use is: R = (Vsupply-Vled)/Iled; where Vsupply is the power supply voltage, Vled is the LED forward voltage and Iled is the recommended maximum current of the LED.
Typically, big LEDs (about 5mm in diameter round LED) work in 12 to 30mA electrical current, and the small ones (about 3mm in diameter) work with half the value.
So:
Suppose I1 = (15mA) e I2 = (8mA), Vsupply = (12V), Vled = (2V):
R1 = (12 - 2)/0,015 = 10/0,015 = 680*
R2 = (12 - 2)/0,008 = 10/0,008 = 1K2*
The values were approximated to the commercial values.
LEDs have a low reverse breakdown voltage (Vr), a reverse voltage of only 5V can damage they. That’s why LEDs usually are accompanied by a rectifier diode in antiparallel (reverse polarity regarding LEDs) when in AC voltage-fed.
Light emitting diodes (LEDs) produce light by the movement of electrons between the two terminals of diode, which occur by a process called electroluminescence. The LED color will change depending on materials used.
Light emitting diode (LED) is used to provide light in places and instruments where your use is more convenient then a light bulb. Especially used in microelectronics as warning signs, can also be found in bigger sizes as traffic lights. Also used in LED panel, LED curtains and light poles, getting a reduction in energy consumption.
The emitted light is not monochromatic. The color depends on the crystal and the impurity of doping with which is manufactured. LED made with gallium arsenide emits infrared radiations. Doping with phosphor, emission can be red or yellow, according the concentration. Using gallium phosphide with nitrogen doping, light emission can be green or yellow. Nowadays, with the using of other materials, LEDs that emits blue, violet and even ultraviolet light can be produced. There are white LEDs too, but they are generally blue light emitting LEDs, coated with a phosphorus layer of the same type used in fluorescent lamps, which absorbs blue light and emits white light. These LEDs are great substitutes for common lamps, because of the lower price, high yield and great durability, they should replace them in the medium-to-long term. There are more expensive white LEDs called RGB, which have three chips: red, green and blue. A variety of RGB LEDs are LEDs with an integrated microcontroller, by which we get a mixing of different colors using a single LED.
Find the physical appearance of some LEDs and their electric symbol.
Generally, LEDs works in 1,6 to 3,3V voltage, being compatible with solid-state circuits. Its interesting notice that voltage is dependent of emitted wave length. Therefore, infrared LEDs generally works with less than 1,5V, red with 1,7V, yellow with 1,7 or 2.0V, green between 2.0 and 3.0V, while blue, violet, and ultraviolet LEDs generally needs more than 3V. The necessary potency is in typical range of 10 to 150mW, with a useful lifetime of 100.000 hours or more.
Flashlights based in high-brightness LEDs with low energy consumption.
LED is a p-n junction device, that’s why its direct polarization property is similar a semiconductor diode.
Being polarized, most manufacturers adopt a code to identify the LEDs external terminals: A (anode) and K (cathode).
In round LEDs, two encodings are common: K terminal is identified as being that next to a small chamfer on the side of the circular base of casing, or by being the smallest of both terminals. Some manufacturers adopt both identifications simultaneously.
In rectangular LEDs, some manufacturers mark the K terminal with a small flare of the terminal near the component base, or just leave the terminal shorter.
But, it may happen the component doesn’t bring any external reference identifying the terminals. In this case, if the casing is semitransparent, the cathode (K) can be identified as the terminal containing the broader inner electrode than the other terminal (anode). Besides broader, sometimes cathode is lower than anode.
Light emitting diodes (LEDs) are also used in alphanumeric displays constructions.
There are also bicolor LEDs, which are made by the junction of different materials in the same casing, so that a polarization inversion changes the color light emitted from green to red, and vice versa. There are still three terminals bicolor LEDs, being one to drive the material doped junction to produce green light, other to drive the material doped junction to produce red light, and the third common to both junctions. The common terminal can correspond to the interconnection of junction anodes (bicolor LEDs in common anode) or its cathodes (bicolor LEDs in common cathode).
Although normally treated by bicolor LED (red+green), this type of LED is actually tricolor, that’s because each junction generates independent colors, and these two junctions can be polarized simultaneously, resulting in emission of orange light.
Usually, LEDs substitute signaling lamps or pilot lamps in instrument’s panels and various equipment. To pin in these panels, it is common the use of threaded plastic holders.
As the diode, LED can’t receive voltage directly between its terminals, once the current must be limited to not damage the junction. Then, it is common to use a current-limiting resistor connected in series with the LED. The formula to calculate the correct resistance to use is: R = (Vsupply-Vled)/Iled; where Vsupply is the power supply voltage, Vled is the LED forward voltage and Iled is the recommended maximum current of the LED.
Typically, big LEDs (about 5mm in diameter round LED) work in 12 to 30mA electrical current, and the small ones (about 3mm in diameter) work with half the value.
So:
Suppose I1 = (15mA) e I2 = (8mA), Vsupply = (12V), Vled = (2V):
R1 = (12 - 2)/0,015 = 10/0,015 = 680*
R2 = (12 - 2)/0,008 = 10/0,008 = 1K2*
The values were approximated to the commercial values.
LEDs have a low reverse breakdown voltage (Vr), a reverse voltage of only 5V can damage they. That’s why LEDs usually are accompanied by a rectifier diode in antiparallel (reverse polarity regarding LEDs) when in AC voltage-fed.
Light emitting diodes (LEDs) produce light by the movement of electrons between the two terminals of diode, which occur by a process called electroluminescence. The LED color will change depending on materials used.
O diodo emissor de luz, também conhecido pela sigla em inglês LED (Light Emitting Diode), é usado para a emissão de luz em locais e instrumentos onde se torna mais conveniente a sua utilização no lugar de uma lâmpada. Especialmente utilizado em produtos de microeletrônica como sinalizador de avisos, também pode ser encontrado em tamanho maior, como em alguns modelos de semáforos. Também é muito utilizado em painéis de LED, cortinas de LED, pistas de LED e postes de iluminação pública, permitindo uma redução significativa no consumo de eletricidade.
A luz emitida não é monocromática, mas a banda colorida é relativamente estreita. A cor, portanto, depende do cristal e da impureza de dopagem com que o componente é fabricado. O LED que utiliza o arsenieto de gálio emite radiações infravermelhas. Dopando-se 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. Hoje em dia, com o uso de outros materiais, consegue-se fabricar leds que emitem luz azul, violeta e até ultravioleta. Existem também os leds brancos, mas esses são geralmente leds emissores de cor azul, revestidos com uma camada de fósforo do mesmo tipo usado nas lâmpadas fluorescentes, que absorve a luz azul e emite a luz branca. Com o barateamento do preço, seu alto rendimento e sua grande durabilidade, esses leds tornam-se ótimos substitutos para as lâmpadas comuns, e devem substituí-las a médio ou longo prazo. Existem também os leds brancos chamados RGB (mais caros), e que são formados por três "chips", um vermelho (R de red), um verde (G de green) e um azul (B de blue). Uma variação dos LEDs RGB são LEDs com um microcontrolador integrado, o que permite que se obtenha um verdadeiro show de luzes utilizando apenas um LED.
Encontra-se o aspecto físico de alguns LEDs e o seu símbolo elétrico.
Em geral, os LEDs operam com nível de tensão de 1,6 a 3,3 V, sendo compatíveis com os circuitos de estado sólido. É interessante notar que a tensão é dependente do comprimento da onda emitida. Assim, os leds infravermelhos geralmente funcionam com menos de 1,5V, os vermelhos com 1,7V, os amarelos com 1,7V ou 2.0V, os verdes entre 2.0V e 3.0V, enquanto os leds azuis, violeta e ultravioleta geralmente precisam de mais de 3V. A potência necessária está na faixa típica de 10 a 150 mW, com um tempo de vida útil de 100.000 ou mais horas.
Lanterna baseada em LEDs de alto brilho com baixo consumo de energia.
Como o LED é um dispositivo de junção P-N, sua característica de polarização direta é semelhante à de um diodo semicondutor.
Sendo polarizado, a maioria dos fabricantes adota um "código" de identificação para a determinação externa dos terminais A (ânodo) e K (cátodo) dos LEDs.
Nos LEDs redondos, duas codificações são comuns: identifica-se o terminal K como sendo aquele junto a um pequeno chanfro na lateral da base circular do seu invólucro ("corpo"), ou por ser o terminal mais curto dos dois. Existem fabricantes que adotam simultaneamente as duas formas de identificação.
Nos LEDs retangulares, alguns fabricantes marcam o terminal K com um pequeno "alargamento" do terminal junto à base do componente, ou então deixam esse terminal mais curto.
Mas, pode acontecer do componente não trazer qualquer referência externa de identificação dos terminais. Nesse caso, se o invólucro for semi-transparente, pode-se identificar o cátodo (K) como sendo o terminal que contém o eletrodo interno mais largo do que o eletrodo do outro terminal (anodo). Além de mais largo, às vezes o cátodo é mais baixo do que o anodo.
Os diodos emissores de luz são empregados também na construção dos displays alfa-numéricos.
Há também LEDs bi-colores, que são constituídos por duas junções de materiais diferentes em um mesmo invólucro, de modo que uma inversão na polarização muda a cor da luz emitida de verde para vermelho, e vice-versa. Existem ainda LEDs bicolores com três terminais, sendo um para acionar a junção dopada com material para produzir luz verde, outro para acionar a junção dopada com material para gerar a luz vermelha, e o terceiro comum às duas junções. O terminal comum pode corresponder à interligação dos anodos das junções (LEDs bicolores em ánodo comum) ou dos seus cátodos (LEDs bi-colores em cátodo comum).
Embora normalmente seja tratado por LED bicolor (vermelho+verde), esse tipo de LED é na realidade um "tricolor", já que além das duas cores independentes, cada qual gerada em uma junção, essas duas junções podem ser simultaneamente polarizadas, resultando na emissão de luz alaranjada.
Geralmente, os LEDs são utilizados em substituição às lâmpadas de sinalização ou lâmpadas pilotos nos painéis dos instrumentos e aparelhos diversos. Para fixação nesses painéis, é comum o uso de suportes plásticos com rosca.
Como o diodo, o LED não pode receber tensão diretamente entre seus terminais, uma vez que a corrente deve ser limitada para que a junção não seja danificada. Assim, o uso de um resistor limitador em série com o LED é comum nos circuitos que o utilizam. Para calcular o valor do resistor usa-se a seguinte fórmula: R = (Vfonte-VLED)/ILED, onde Vfonte é a tensão disponível, VLED é a tensão correta para o LED em questão e ILED é a corrente que ele pode suportar com segurança.
Tipicamente, os LEDs grandes (de aproximadamente 5 mm de diâmetro, quando redondos) trabalham com correntes da ordem de 12 a 30 mA e os pequenos (com aproximadamente 3 mm de diâmetro) operam com a metade desse valor.
Assim:
Adotamos I1 = 15 mA e I2 = 8 mA, Vfonte = 12 V, VLED = 2 V:
R1 = (12 - 2)/0,015 = 10/0,015 = 680*
R2 = (12 - 2)/0,008 = 10/0,008 = 1K2*
Aproximamos os resultados para os valores comerciais mais próximos.
Os LEDs não suportam tensão reversa (Vr) de valor significativo, podendo-se danificá-los com apenas 5 V de tensão nesse sentido. Por isso, quando alimentado por tensão C.A., o LED costuma ser acompanhado de um diodo retificador em antiparalelo (polaridade invertida em relação ao LED), com a finalidade de conduzir os semi-ciclos nos quais ele - o LED - fica no corte, limitando essa tensão reversa em torno de 0,7V (tensão direta máxima do diodo), um valor suficientemente baixo para que sua junção não se danifique. Pode-se adotar também uma ligação em série entre o diodo de proteção e o LED.
A energia eletrostática que os portadores de carga perdem na passagem da interface entre os dois semicondutores é transformada em luz. Essa energia corresponde à diferença entre dois níveis de energia no semicondutor, e tem um valor específico próprio dos semicondutores usados no LED.
Consequentemente, os fotões emitidos no LED terão todos aproximadamente a mesma frequência, igual à diferença entre os níveis de energia dos eletrões nos dois elétrodos do LED, dividida pela constante de Planck; isso implica que a luz do LED é monocromática. Assim, a cor da luz emitida pelo LED dependerá do semicondutor usado. A tabela abaixo mostra as cores próprias de alguns semicondutores.