Semicondutores: - LEDs

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    13-Dec-2014

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Tecnolgia LED e aplicaes

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  • 1. Semicondutores: - LEDDiodos Emissores de Luz16-10-13Por : Lus Timteo1

2. Semicondutores: - LEDA Luz O Espectro Electromagntico16-10-13Por : Lus Timteo2 3. Semicondutores: - LEDA Luz A luz visvelRaios GamaRaios XUltra-VioletasInfra-vermelhosMicro-OndasOndas RdioLuz Visvel AzulVerdeVermelhoOndas curtas. Alta Frequncia. Alta energia.Ondas longas. Baixa Frequncia. Baixa energia.De acordo com a teoria de Planck, a luz constituda por partculas chamadas FOTES. O foto um pequeno pacote de ondas electromagnticas. A energia do Foto est relacionada com a frequncia das ondas electromagnticas : EPH = h h a constante de Planck, h = 6.626 x 10-34 J-s 16-10-13Por : Lus Timteo3 4. Semicondutores: - LEDA Luz PRODUO DE LUZ TermoradiaoDescarga no seio de um gsRadiao de um corpo slidonaturalCombusto IncandescnciaLuminescnciaartificialChama16-10-13Lmpada de vapor metlicoSubstncias luminescentesLampio de gs Lmpada incandescentePlacas de sinalizao rodoviriaPor : Lus Timteo4 5. Semicondutores: - LEDA Luz Luminescncia A luminescncia, a emisso de luz por uma substncia quando submetida a algum tipo de estmulo, como luz, reao qumica, ou radiao ionizante, mas que no a temperatura (a emisso de luz causada por aumento da temperatura chamada incandescncia). Uma partcula excitada (tomo ou molcula) s pode perder a sua energia extra, de poucas maneiras: Diagrama Gerando calor. de energia Transferindo a energia para uma outra partcula. Ruptura. Luminescncia: Emitindo luz.16-10-13Por : Lus TimteoEstado excitadoEstado Normal5 6. Semicondutores: - LEDA Luz Luminescncia Tipos de luminescncia por Mecanismo: Fluorescncia: um tipo de luminescncia que resultado da recombinao muito rpido (micros segundos) de excitaes simples. Ela desaparece rapidamente quando a fonte de excitao (luz ou da corrente elctrica) removida. Os seus electres so promovidos de um nvel de energia inferior para um nvel mais externo , onde dizemos que o electro se encontra em estado excitado. Ao retornar ao seu nvel fundamental de energia o electro emite a energia absorvida na forma de radiao visvel. Assim, o fenmeno da fluorescncia s perdura enquanto existir uma fonte de radiao. No caso da lmpada fluorescente , h emisso de luz enquanto a tomada estiver ligada pois a corrente elctrica a fonte de energia e o material utilizado para recobrir o interior do tubo de vidro o fsforo, responsvel pela absoro da radiao ultravioleta emitida pelo mercrio no interior do tubo e emisso da luz visvel branca.Fosforescncia: a capacidade que uma espcie qumica tem de emitir luz, mesmo no Fosforescncia escuro. Quando o material exposto a luz ,devido a uma configurao especial de seus electres, eles absorvem a energia da luz visvel ou luz ultravioleta, os electres dos tomos se excitam migrando para nveis de energia mais afastados do ncleo. Retirado a exposio radiao, os electres retornam lentamente aos nveis mais internos emitindo luz, fenmeno denominado fosforescncia. 16-10-13Por : Lus Timteo6 7. Semicondutores: - LEDA Luz Luminescncia O fenmeno dividem-se em duas categorias: A fluorescncia uma fotoluminescncia que cessa no mesmo instante que a aco das radiaes excitadoras.FluorescnciaFosforescncia Emprega-se o termo fosforescncia quando ocorre emisso retardada de luz ou brilho residual. So substncias fosforescentes os sulfatos alcalinos e alcalino-terrosos e o sulfato de zinco. Essa distino, no entanto, imprecisa, j que depende da acuidade do detector utilizado, seja ele o olho humano ou um aparelho. 16-10-13Por : Lus Timteo7 8. Semicondutores: - LEDA Luz Diferentes tipos de Luminescncia Fotoluminescncia: um processo no qual uma substncia absorve fotes e, em seguida, re-irradia fotes. Electroluminescncia: fenmeno ptico e elctrico durante o qual um material emite luz em resposta a uma corrente elctrica que o atravessa, ou a um forte campo elctrico Catodoluminescncia: produzida por um bombardeio electrnico (utilizada no osciloscpio catdico. Quimioluminescncia: que acompanha certas reaces qumicas.Outros mecanismos Radioluminescncia: excitao por radiao (alfa, beta). Sonoluminescncia: excitao por som (colapso de uma bolha). Bioluminescncia: excitao por actividades celulares. Triboluminescncia: excitao por quebra das ligaes de um material.Na era da iluminao elctrica, os mecanismos dominantes so a fotoluminescncia e a electroluminiscncia.16-10-13Por : Lus Timteo8 9. Semicondutores: - LEDA Luz Diferentes tipos de Luminescncia Fotoluminescncia Fotoluminescncia: parte da luz que incide na matria reflecte-se e outra parte absorvese. A luz irradiada por fotoluminescncia tem, em regra, um comprimento de onda maior do que a luz que causou a luminescncia, produzindo um dos dois tipos de fenmenos pticos: fluorescncia ou fosforescncia. fosforescncia Fluorescncia A espcie emissora est excitada por fotes de alta energia.Fsforo Luz branca. Usa fsforos de terras-raras: E.g., Tb, Ce:LaPO4 , Eu:Y2 O3 Tb Ce EuLmpada FluorescenteFosforescncia. Fosforescncia 16-10-13Por : Lus Timteo9 10. Semicondutores: - LEDA Luz Diferentes tipos de Luminescncia Fotoluminescncia Elementos de terras-rarasTerras Raras As terras-raras so um grupo selecto de 17 elementos qumicos de relativa abundncia na crosta terrestre (com concentrao variando entre 68ppm para o Crio e 0,5ppm para o Tlio e lutcio) considerados raros pela dificuldade da sua separao (j que ocorrem em vrios minrios de composies distintas). Apenas o lantnio, que muito instvel, no visto nestas terras embora se classifique como tal. 16-10-13Por : Lus Timteo10 11. Semicondutores: - LEDA Luz Diferentes tipos de Luminescncia Eletroluminescncia Electroluminescncia: fenmeno ptico e elctrico durante o qual um material emite luz em resposta a uma corrente elctrica que o atravessa, ou a um forte campo elctrico.LED de converso a fsforo LED de juno PN LED de alto brilho actual Blue LED + yellow-green phosphor ( Ce:Y3 Al5 O12 )OLED16-10-13Por : Lus Timteo11 12. Semicondutores: - LEDA Luz Diferentes tipos de Luminescncia Catodoluminescncia: A catodoluminescncia: ocorre quando a energia excitadora provm dos Electres (bombardeamento de electres). Nesta tcnica utiliza-se um ctodo de uma vlvula Electrnica ou de um rectificador de vazio que, ao ser aquecido pela passagem de uma corrente elctrica, excitado emitindo Electres. Os ctodos incandescentes so geralmente tubos de metal revestidos com xido de brio e so conduzidos incandescncia atravs de um filamento resistivo localizado no seu interior.RGB phosphors: Y2 O2 S:Eu+Fe2 O3 ZnS:Cu,Al ZnS:Ag+Co-on-Al2 O316-10-13Por : Lus Timteo12 13. Semicondutores: - LEDA Luz Diferentes tipos de Luminescncia Quimioluminescncia: Quimioluminescncia: a emisso de luz, no acompanhada da emisso de calor, em consequncia de uma reaco qumica. Bioluminescncia: Bioluminescncia: o processo de emisso de luz fria e visvel por organismos vivos com funo de comunicao biolgica. A produo da luminescncia ocorre por meio de uma reaco qumica altamente exotrmica em que a oxidao de uma molcula orgnica chamada de luciferina libera energia na forma de luz visvel. Essa reaco catalisada por enzimas com alto QL chamadas de luciferases. Trata-se de uma forma de ocorrncia natural de quimioluminescncia, em que a energia resultante de uma reaco qumica lanada sob a forma de emisso de luz.16-10-13Por : Lus Timteo13 14. Semicondutores: - LEDLEDs Historial O primeiro LED prtico visvel no espectro luminoso (vermelho) foi desenvolvido em 1962 por Nick Holonyak Jr., enquanto trabalhava na General Electric Company. Holonyak relatou pela primeira vez esta descoberta na revista Applied Physics Letters, em 1 de Dezembro de 1962. Holonyak visto como o "pai do diodo emissor de luz". M. George Craford, um ex-aluno de ps-graduao de Holonyak, inventou o primeiro LED amarelo e melhorou o brilho dos LEDs vermelho e vermelho-alaranjado por um factor de dez, em 1972. Em 1976, T.P. Pearsall criou os primeiros LEDs de alto brilho, alta eficincia para telecomunicaes de fibra ptica, inventando novos materiais semicondutores especificamente adaptados para comprimentos de onda para transmisso de fibra ptica. O primeiro LED azul de alto brilho, foi demonstrado por Shuji Nakamura da Nichia Corporao em 1994 e foi baseado em InGaN. O seu desenvolvimento construdo sobre a evoluo crtica de nucleao de GaN em substratos de safira e a demonstrao de GaN dopado do tipo-p desenvolvidos por Isamu Akasaki e H. Amano em Nagoya. A existncia de LEDs azuis e LEDs de alta eficincia, rapidamente levou ao desenvolvimento do primeiro LED branco, o qual empregou um Y3Al5O12:Ce, ou "YAG", revestimento de fsforo para misturar com luz amarela convertida com azul para produzir uma luz que parece branca . Nakamura foi agraciado com o Millennium Technology Prize 2006, por sua inveno. http://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode16-10-13Por : Lus Timteo14 15. Semicondutores: - LEDA Luz Luz visvel Nveis de Energia Os electres circulam volta do ncleo em rbitas fixas: Existem muitas teorias sobre rbitas de electres, mas para entender a luz temos que conhecer apenas uma regra: um electro ocupa uma rbita natural, mas se se aplicar energia ao tomo, ele pode saltar para rbitas superiores. Um foto de luz produzido sempre que um electro que est numa rbita superior do que a normal, volta para sua rbita. Durante a queda da rbita superior para a normal, o electro cede energia sob a forma de um foto (um pacote de energia) com caractersticas bastante especficas. O foto tem uma frequncia ou cor que est exactamente de acordo com a distncia que o electro decai. 16-10-13Por : Lus Timteo15 16. Semicondutores: - LEDA Luz Luz visvel Nveis de Energia3 Nvel de Energia2 Nvel de EnergiaAbsoro de Energia1 Nvel de EnergiaCedncia de EnergiaNcleo16-10-13Por : Lus Timteo16 17. Semicondutores: - LEDA Luz Luz visvel Nveis de EnergiaBandas de Energia dos Semicondutores: Banda de Conduo, Banda de Valncia Relaxao aps tomo Simples: Excitao trmica ouexcitao trmica ou pticaptica.. E