Jak zabránit vypalování LED?: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Než si řekneme, jak zabránit hoření LED, musíme si říci, co je LED.

Stojany LED pro světelné diody jsou polovodičové zařízení, které při průchodu proudu vyzařuje viditelné světlo určité barvy a zásadně se liší od konvenčních zdrojů světla, jako jsou žárovky, zářivky a výbojky. Je vyroben z velmi tenké vrstvy poměrně silně dopovaného polovodičového materiálu.

Krok 1: Historie LED

Polovodiče

Polovodiče jsou materiály, které mají vodivost mezi vodiči a izolátory, jako je germanium nebo křemík.

Otvory (kladně nabitý nosič elektrického náboje) a elektrony (záporně nabité částice) jsou typy nosičů náboje, které jsou zodpovědné za tok proudu v polovodičích.

Druhy polovodičů

1. Vlastní polovodičový materiál je tvořen pouze jediným typem prvku, jako je křemík.
2. Vnější polovodič je polovodič dopovaný specifickou nečistotou (nečistý polovodič), který je schopen modifikovat své elektrické vlastnosti. Proces přidávání atomů nečistot do čistého polovodiče se nazývá doping.

Vnější polovodič

Vnější polovodič lze dále rozdělit na:

• Polovodič typu N: Když je čistý polovodič, jako je (křemík), dopován pentavalentní nečistotou (P, As). Elektrony v polovodiči typu n jsou většinovými nosiči a otvory jsou menšinovými nosiči.
• Polovodič typu P: Když je čistý polovodič, jako je (křemík), dopován trojmocnou nečistotou (B, Al). Otvory v polovodiči typu p jsou většinovými nosiči a elektrony jsou menšinovými nosiči.

Spojení P-N

Spojení p-n je hranicí mezi polovodičem typu p (má přebytek otvorů) a polovodičem typu n (má přebytek elektronů). Oblast vyčerpání funguje jako stěna mezi typem p a typem n a brání dalšímu toku volných elektronů a děr.

Dioda

Polovodičová dioda je jednou z aplikací polovodičů, je to dvousvorkové zařízení, které se skládá z p-n přechodu a kovových kontaktů na jejich dvou koncích a má nízký odpor vůči toku proudu v jednom směru.

LED je jednou z aplikací polovodičové diody

Další informace naleznete v našem článku o polovodičích.

Krok 2: Rezistory omezující proud LED

Jak zabránit vypalování LED?

Připojení LED přímo ke zdroji napájení může způsobit zhasnutí LED. Musíme zapojit odpor v sérii mezi LED a zdrojem napětí. Tento odpor se nazývá předřadný odpor a předřadný odpor se používá k omezení proudu přes LED a k zabránění hoření.

Pokud se zdroj napětí rovná poklesu napětí LED, není nutný odpor.

Odpor předřadného odporu lze snadno vypočítat pomocí Ohmova zákona a Kirchhoffových obvodových zákonů. Jmenovité napětí LED se odečte od zdroje napětí a poté se vydělí požadovaným provozním proudem LED.

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

Když připojíme odpor, který má hodnotu rovnou 1 ohm v sérii mezi LED a zdrojem napětí, všimneme si, že proud protéká obvodem s hodnotou rovnou 808 mA (tato hodnota je příliš velká, může způsobit vyhoření LED a absolutní maximální proud přes LED je 20 mA).

Musíme snížit hodnotu proudu protékajícího obvodem a napětí LED změnou hodnoty odporu, dokud nedosáhneme hodnoty odporu, který vytváří proud, který protéká obvodem 20 mA.

Krok 4: Analýza (změna hodnoty odporu)

Když změníme hodnotu odporu z 1 ohmu na 200 ohmů, všimneme si: Proud procházející obvodem je 33,8 mA. Napětí na LED je 2,18 V

Musíme zvyšovat hodnotu odporu, dokud nedosáhneme hodnoty odporu, který vytváří proud, který protéká obvodem 20 mA.

Když změníme hodnotu odporu z 200 ohmů na 300 ohmů, všimneme si: Proud procházející obvodem je 22,9 mA. Napětí na LED je 2,10 V

Když změníme hodnotu odporu z 300 ohmů na 345 ohmů, všimneme si: Proud teče obvodem je 20,0 mA. Napětí na ledce je 2,08 V

Nyní známe limit předřadného odporu (R> = 345 Ohm), který potřebujeme omezit proud přes LED a zabránit jeho spálení.

Krok 5: Okruhové animace

toho si všimneme z obvodových animací

když zvýšíme hodnotu předřadného odporu, rychlost proudu se sníží, protože předřadný odpor se používá k omezení proudu přes LED a k zabránění jeho spálení.

Děkuji za přečtení.