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Como funcionam os LEDs

Diodos emissores de luz, conhecidos como LEDs, são verdadeiros heróis não reconhecidos no mundo da eletrônica. Eles fazem vários trabalhos e são encontrados em todos os tipos de aparelhos. Eles formam os números em relógios digitais , transmitem informações de controles remotos, iluminam relógios e informam quando suas ferramentas estão ligadas. Agrupados, eles podem formar imagens em uma tela de televisão gigante ou lâmpada incandescente normal. Basicamente, os LEDs são lâmpadas pequenas que se ajustam facilmente em um circuito elétrico. Mas diferentes de lâmpadas incandescentes comuns eles não têm filamentos que se queimam e não ficam muito quentes. Além disso eles são iluminados somente pelo movimento de elétrons em um material semicondutor, e duram tanto quanto um transistor padrão.

1 - Como pode um diodo produzir Luz?

Luz é uma forma de energia que pode ser liberada por um átomo. Ela é feita de uma grande quantidade de pequenos pacotes tipo partículas que têm energia e momento, mas nenhuma massa. Estas partículas, chamadas fótons, são as unidades básicas da luz.

Os fótons são liberados como um resultado do movimento de elétrons. Em um átomo, os elétrons se movem em órbitas ao redor do núcleo. Elétrons em orbitais diferentes têm quantidades diferentes de energia. De maneira geral, os elétrons com mais energia se movem em orbitais mais distantes do núcleo.

Para um elétron pular de um orbital mais baixo para um mais alto, algo deve aumentar seu nível de energia. Inversamente, um elétron libera energia quando "cai" de um orbital mais alto para um mais baixo. Essa energia é liberada na forma de um fóton. Uma grande queda de energia libera um fóton de alta energia, que é caracterizado por uma alta frequência. 

Então, elétrons livres se movendo através de um diodo podem cair em buracos de uma camada tipo-P. Isto envolve uma "queda" a partir da banda de condução para um orbital mais baixo, quando então os elétrons liberam energia na forma de fótons. Isso acontece em qualquer diodo, mas você pode apenas ver os fótons quando o diodo é composto por um material específico. 

Fonte: http://tecnologia.hsw.uol.com.br/led1.htm