LEDs - funcionamento

Sumário:
O objectivo principal deste trabalho será o estudo do funcionamento de um Led, a determinação da constante de e a determinação do comprimento de onda da emissão desconhecida de um LED.
O valor obtido é pouco exacto (%de exactidão) e pouco preciso.

Introdução teórica:
Um LED (Light Emitting Diode) é um tipo de díodo semicondutor (formado por um ânodo com carga positiva e por um cátodo com carga negativa) que emite luz quando é percorrido por uma corrente eléctrica e a sua cor depende do material semicondutor utilizado no seu fabrico. Actualmente, é possível fabricar LED’s que emitem luz de diferentes cores na gama do visível e infravermelho.
Um LED é formado por dois semicondutores diferentes: um do tipo p (ânodo) e outro do tipo n (cátodo), unidos. Quando se liga o pólo positivo do LED ao pólo positivo do gerador (ocorre polarização directa), estabelece-se uma diferença de potencial entre estes dois materiais, sendo o díodo atravessado pele corrente eléctrica e, consequentemente, ocorre a emissão de luz. A corrente eléctrica flui facilmente do lado p para o lado n, mas não na direcção contrária. Os vectores de carga, electrões e buracos de electrões, fluem para a junção a partir de eléctrodos com diferentes voltagens. Quando um electrão encontra um buraco, cai para um nível de energia mais baixo e liberta energia sobre a forma de fotões (partículas de luz sem massa).

A energia de cada fotão emitido corresponde á energia de hiato do semicondutor:

Onde h=6.626088 x 10-34J.s é a constante de Planck, υ a frequência da radiação emitida, a carga do electrão e W o trabalho necessário para os portadores de carga vencerem o potencial da junção p-n, na ausência de campo aplicado. Imagem 1 - http://www.electronics2000.co.uk/images/data/LED.png