Energia Fóton elétron volt (ev)

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1 (1) Slide 1 Espectro eletromagnético O Espectro Eletromagnético Freqüência Hertz (Hz) Comprimento de Onda metros (m) Energia Fóton elétron volt (ev) Energia Fóton Joule (J) Raios gama Raios X Ultravioleta Luz Infravermelho Microondas Freqüência de Rádio Abrev. de Unidade: THz = terahertz GHz = gigahertz MHz = megahertz khz = kilohertz Ä = Ängstrom nm = nanômetro µ = micron cm = centímetro km = quilômetro MeV = Mega (ou Milhões) elétron Volts kev = kilo-elétron Volts inserir comprimentos de onda de azul para vermelho.

2 (2) Slide 2 Espectro eletromagnético 1) Raio gama 2) Raio X 3) Visível 4) Rádio 5) Escala de Energia ou Temperatura 6) Alta Freqüência Comprimento de onda curto 7) Baixa Freqüência Comprimento de onda longo E = hv = kt c E Energia k constante de Plank v freqüência k constante de Boltzman T c temperatura equivalente ºK

3 (3) Slide 3 Slide de Espectro Eletromagnético Excluído

4 (4) Slide 4 Diodos emissores de luz (LEDs) 1) cátodo 2) ânodo Quando os elétrons e as lacunas se combinam na região de depleção, a energia em excesso é abandonada na forma de um fóton. Essa energia é característica dos materiais a partir dos quais a junção é construída e, conseqüentemente, o fóton sempre tem o mesmo comprimento de onda. Para emitir fótons, a junção deve ter polarização direta, e o comprimento de onda normalmente é vermelho, verde, amarelo ou no infravermelho. O LED repousa sobre um refletor e é coberto por um difusor plástico.

5 (5) Slide 5 Diodos emissores de luz (LEDs) 1) LED simples, vermelho, verde, amarelo, laranja ou infravermelho. 2) LED piscante, pisca 1-6 vezes por segundo. Pode ser usado como um oscilador trivial. 3) cátodo comum 4) Forma simples de criar números e caracteres. Para números, obtidos com 74HC ) LED tricolor, verde em uma direção, vermelho na outra.

6 (6) Slide 6 Especificações de LED ângulo de visualiza ção intensida de queda de tensão direta ruptura reversa corrente CC máxima potência máxima LED tipo grau cor MCD V V ma mw NTE3000 indicador 80 vermelho 1,4 1, NTE3010 indicador 90 verde 1 2, NTE3026 estado triplo 50 vermelho /verde 1,5/0,5 1,65/2,2 70/ NTE3130 piscante 30 amarelo 3 5,25 0,4 20 NTE3017 infraverm elho 1, Observe que a queda de tensão direta não é a de 06 V que associamos com um diodo de silício, e que a tensão de ruptura reversa é bastante pequena.

7 (7) Slide 7 Operação do LED 1) INTENSIDADE LUMINOSA RELATIVA (NORMALIZADA A 20 ma) 2) I F = CORRENTE DIRETA (ma) 3) VERMELHO 4) V F = TENSÃO DIRETA (V) Gráfico produzido com Mathematica TM

8 (8) Slide 8 Manual do LED

9 (9) Slide 9 Manual do LED 2

10 (10) Slide 10 Algumas aplicações de LED 1) sensor de nível de tensão 2) sonda lógica 3) V ent 4) O LED acende quando a tensão de ruptura do zener é ultrapassada. A fonte deve fornecer a corrente para o LED. 5) Uma lógica alta liga o par de Darlington e o LED. Essa é uma medição de impedância alta.

11 (11) Slide 11 Indicador de polaridade de estado triplo 1) V ent Um diodo de estado triplo indica a direção do fluxo de corrente CC, ou se a corrente é CA. O diodo protege contra ruptura de tensão reversa, e os resistores protegem o diodo de estado triplo contra ruptura de tensão. corrente positiva corrente negativa corrente CA vermelho verde amarelo

12 (12) Slide 12 Fotoresistores insere figuras e diagramas de manuais. 1) banda de condução 2) banda de energia 3) banda de valência Um fotodiodo é um resistor controlado por luz que opera de forma bastante semelhante à de um termistor. Em um semicondutor intrínseco, os fótons podem promover um elétron para a banda de condução, deixando uma lacuna na banda de valência. Esse aumento nos transportes leva a uma redução na resistência. Os fotoresistores são não-lineares, lentos (~100ms), porém baratos.

13 (13) Slide 13 Especificações do Fotoresistor 1) Resposta Relativa 2) Freqüência 3) Iluminação Relativa material banda de energia (ev) comprimento de onda (Ä) CdS 2, CdSe 1, PbS 0, PdTe 0, PdSe 0, Gráfico produzido com Mathematica TM

14 (14) Slide 14 Aplicações de Fotoresistor Dois circuitos simples para comutar um relé pela ação de um fotoresistor. Qual dos dois acende no escuro? 1) acende no escuro 2) acende no claro

15 (15) Slide 15 Fotodiodos 1) aditivado por p 2) zona de depleção 3) aditivado por n 4) campo elétrico 5) corrente do diodo 6) tensão do diodo Quando um fóton de energia suficiente atinge o semicondutor, cria-se um par elétron/lacuna. Os portadores minoritários então difunde para a junção e o campo elétrico é criado. Esse campo elétrico através da zona de depleção é equivalente a uma tensão negativa através do diodo nãopolarizado. O gráfico à esquerda mostra o desvio negativo aumentado como uma função do aumento na intensidade da luz. Gráfico produzido com Mathematica TM

16 (16) Slide 16 Características de fotodiodos A sensibilidade de fotodiodos é definida como [x], onde P é a potência de fóton incidente por área unitária. Normalmente, S~2 µa/mw/cm 2. O pico do silício ocorre a 900 nm no infravermelho, e a sensibilidade a 600 nm é reduzida em ~60%. Os diodos são mais rápidos que os fotoresistores, e uma polarização reversa acelera a difusão dos portadores minoritários e, dessa forma, o tempo de resposta (~1µs). 1) I diodo 2) V saída 3) RI diodo

17 (17) Entre no site do fabricante para obter uma manual dos produtos. Favor seguir estas etapas: 1. Vá para o site de Fairchild Semiconductor: 2. Veja as condições de uso do site, visitando o link Site Terms and Conditions da página inicial, ou entrando neste link: 3. Volte à página inicial. 4. Na caixa de busca, digite o número do produto QSE773, selecione Product Folders and Datasheets e clique em go. Você procura a manual para Fotodiodo de Pino de Silício Plástico (Plastic Silicon Pin Photodiode). 5. Várias opções serão apresentadas a você (por exemplo, download PDF ou ). Selecione o meio pelo qual você gostaria de receber a manual.

18 (18) Slide 19 Fototransistores, 1) emissor 2) coletor Um fototransistor pode ser um transistor bipolar npn com uma grande base que não possui terminal. Quando os fótons atingem a base, eles criam pares de elétrons/lacunas, os elétrons são atraídos para o coletor e as lacunas são preenchidas com elétrons do emissor. Assim, há uma corrente do coletor para o emissor. A corrente no escuro é normalmente 0,1µA com uma corrente na luz de ~1mA.

19 (19) Entre no site do fabricante para obter um manual dos produtos. Favor seguir estas etapas: 1. Vá para o site de Fairchild Semiconductor: 2. Veja as condições de uso do site, visitando o link Site Terms and Conditions da página inicial, ou entrando neste link: 3. Volte à página inicial. 4. Na caixa de busca, digite o número do produto BPW36 ou BPW37, selecione Product Folders and Datasheets e clique em go. Você procura o manual para Fototransistor de Silício Hermético (Hermetic Silicon Phototransistor). 5. Várias opções serão apresentadas a você (por exemplo, download PDF ou ). Selecione o meio pelo qual você gostaria de receber o manual.

20 (20) Slide 22 Uso de Fototransistores 1) receptor óptico 2) tacômetro A luz atingindo o fototransistor modula a base do transistor bipolar. O capacitor bloqueia corrente de campo óptico CC. Depois que cada rotação na fenda do disco permite que a luz atinja o fototransistor, ele provoca um curto-circuito no resistor de saída. A saída é contada por um período fixo de tempo para determinar a freqüência de rotação

21 (21) Slide 23 Optoisoladores Os optoisoladores podem ser usados para fornecer isolamento entre componentes, evitar problemas de retorno pela massa, controlar flutuação eletrônica e proporcionar mudanças no nível CC.

22 (22) Slide 24 Optoisoladores 1) V saída Qual atua como um inversor?