Ako zabrániť horeniu diódy LED?: 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Predtým, ako si povieme, ako zabrániť horeniu LED, musíme si povedať, čo je LED dióda.

Stojany LED pre diódy vyžarujúce svetlo sú polovodičové zariadenia, ktoré pri prechode prúdu vyžarujú viditeľné svetlo určitej farby a zásadne sa líšia od bežných svetelných zdrojov, akými sú žiarovky, žiarivky a výbojky. Je vyrobený z veľmi tenkej vrstvy pomerne silne dopovaného polovodičového materiálu.

Krok 1: História LED

Polovodiče

Polovodiče sú materiály, ktoré majú vodivosť medzi vodičmi a izolátormi, ako je germánium alebo kremík.

Diery (kladne nabitý nosič elektrického náboja) a elektróny (negatívne nabité častice) sú typy nosičov náboja zodpovedných za tok prúdu v polovodičoch.

Druhy polovodičov

1. Vlastný polovodičový materiál je tvorený iba jediným typom prvku, ako je kremík.
2. Vonkajší polovodič je polovodič dopovaný špecifickou nečistotou (nečistý polovodič), ktorý je schopný meniť svoje elektrické vlastnosti. Proces pridávania atómov nečistôt do čistého polovodiča sa nazýva doping.

Vonkajší polovodič

Vonkajší polovodič možno ďalej rozdeliť na:

• Polovodič typu N: Keď je čistý polovodič, ako napríklad (kremík), dopovaný päťmocnou nečistotou (P, As). Elektróny v polovodiči typu n sú väčšinovými nosičmi a diery sú menšinovými nosičmi.
• Polovodič typu P: Keď je čistý polovodič, ako napríklad (kremík), dopovaný trojmocnou nečistotou (B, Al). Otvory v polovodiči typu p sú väčšinovými nosičmi a elektróny sú menšinovými nosičmi.

Križovatka P-N

Spojenie p-n je hranicou medzi polovodičom typu p (má prebytok otvorov) a polovodičom typu n (má prebytok elektrónov). Región vyčerpania funguje ako stena medzi typom p a typom n a zabraňuje ďalšiemu toku voľných elektrónov a dier.

Dióda

Polovodičová dióda je jednou z aplikácií polovodičov, je to dvojvodičové zariadenie, ktoré pozostáva z prepojenia p-n a kovových kontaktov na ich dvoch koncoch a má nízky odpor voči toku prúdu v jednom smere.

LED je jednou z aplikácií polovodičovej diódy

Viac informácií nájdete v našom článku o polovodičoch.

Krok 2: Rezistory obmedzujúce prúd LED

Ako zabrániť horeniu diódy LED?

Pripojenie LED diódy priamo k zdroju napájania môže spôsobiť zhasnutie LED diódy. Medzi LED a zdrojom napätia musíme zapojiť odpor v sérii, Tento odpor sa nazýva predradník a predradník sa používa na obmedzenie prúdu cez LED a na zabránenie jeho horenia.

Ak sa zdroj napätia rovná poklesu napätia LED, nie je potrebný žiadny odpor.

Odpor predradného odporu je ľahké vypočítať pomocou Ohmovho zákona a Kirchhoffových obvodových zákonov. Menovité napätie LED sa odčíta od zdroja napätia a potom sa vydelí požadovaným prevádzkovým prúdom LED.

Krok 3: Analýza (obvod LED s odporom 1 ohm)

Keď zapojíme odpor, ktorý má v sérii medzi LED a zdrojom napätia hodnotu 1 ohm, všimneme si, že prúd preteká obvodom s hodnotou rovnajúcou sa 808 mA (táto hodnota je príliš veľká, môže spôsobiť vyhorenie LED a absolútnu hodnotu maximálny prúd cez LED je 20 mA).

Musíme znížiť hodnotu prúdu, ktorý tečie v obvode, a napätie LED diód zmenou hodnoty odporu, kým nedosiahneme hodnotu odporu, ktorý vytvára prúd, ktorý prúdi v obvode 20 mA.

Krok 4: Analýza (zmena hodnoty odporu)

Keď zmeníme hodnotu odporu z 1 ohmu na 200 ohmov, všimneme si: Prúd pretekajúci obvodom je 33,8 mA. Napätie na LED je 2,18 V

Musíme zvyšovať hodnotu odporu, kým nedosiahneme hodnotu odporu, ktorý vytvára prúd, ktorý prúdi v obvode 20 mA.

Keď zmeníme hodnotu odporu z 200 ohmov na 300 ohmov, všimneme si: Prúd prúdiaci obvodom je 22,9 mA. Napätie na LED je 2,10 V

Keď zmeníme hodnotu odporu z 300 ohmov na 345 ohmov, všimneme si: Prúd prúdiaci obvodom je 20,0 mA. Napätie na LED je 2,08 V

Teraz poznáme hranicu predradníka (R> = 345 Ohm), že musíme obmedziť prúd cez LED a zabrániť tomu, aby horel.

Krok 5: Okruhové animácie

z obvodových animácií si všimneme, že

keď zvýšime hodnotu predradníka, súčasná rýchlosť sa zníži, pretože predradník sa používa na obmedzenie prúdu cez LED a na zabránenie jeho horenia.

Vďaka za prečítanie.