1. O que é um LED? Quais suas principais características?

Passo 1

Resumo do enunciado: “O que é um LED? Quais suas principais características?”
Conteúdo da matéria: eletrônica/optoeletrônica, mais especificamente diodos emissores de luz.
O que vamos precisar: entender o que é um diodo semicondutor, como ele emite luz e que parâmetros definem suas características principais.

Passo 2

Vamos começar pelo básico: o que é um diodo semicondutor?
Um diodo é um componente eletrônico feito de um cristal de silício (ou outro semicondutor) que tem duas regiões: p (com excesso de lacunas) e n (com excesso de elétrons). Quando você aplica uma tensão direta (positivo no p, negativo no n), elétrons e lacunas se recombinam na junção, liberando energia. No caso do LED (Light Emitting Diode), essa energia sai na forma de fótons (luz).

Passo 3

Teoria da emissão de luz no LED:
  1. A “fita” de energia entre a banda de valência e a banda de condução chama-se bandgap, h nu = Eg approx q,Vf .
  2. Quando um elétron “cai” de condução para valência, ele emite um fóton com energia .
  3. Como essa energia vem da tensão aplicada ( ), vale aproximadamente
é a constante de Planck,
é a frequência da luz,
é a carga do elétron,
é a tensão de forward (normalmente entre 1,8 V e 3,5 V, dependendo da cor).

Passo 4

Principais características de um LED:
  1. Baixo consumo de energia: geralmente bem menor que lâmpadas incandescentes ou fluorescentes.
  2. Longa vida útil: podem durar dezenas de milhares de horas.
  3. Emissão direcional: a luz sai num feixe mais concentrado, sem precisar de refletores complexos.
  4. Rápida comutação: ligam e desligam em nanosegundos (útil em comunicação óptica).
  5. Cores variadas: a cor da luz depende do bandgap , por isso há LEDs vermelhos, verdes, azuis, etc.
  6. Tamanho compacto e resistência mecânica maior que lâmpadas tradicionais.

Resposta

Um LED (Light Emitting Diode) é um diodo semicondutor que converte energia elétrica em luz através da recombinação de elétrons e lacunas na junção p-n. Suas principais características são baixo consumo de energia, longa vida útil, emissão direcional, rápida resposta, diversas cores de emissão e formato compacto.

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