Как да предотвратим изгарянето на LED?: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Преди да кажем как да предотвратим изгарянето на LED, трябва да кажем какво представлява LED.

LED стойки за светодиод е полупроводниково устройство, което излъчва видима светлина с определен цвят, когато през него протича ток и е коренно различно от конвенционалните източници на светлина като лампи с нажежаема жичка, флуоресцентни и газоразрядни лампи. Изработен е от много тънък слой от доста силно легиран полупроводников материал.

Стъпка 1: История на LED

Полупроводници

Полупроводниците са материалите, които имат проводимост между проводници и изолатори като германий или силиций.

Дупките (са положително заредени електрически носители на заряд) и електроните (са отрицателно заредените частици) са типовете носители на заряд, отговорни за протичането на тока в полупроводниците.

Видове полупроводници

1. Вътрешен полупроводников материал се състои само от един -единствен елемент като силиций.
2. Външен полупроводник е полупроводник, легиран от специфичен примес (Нечист полупроводник), който е в състояние да променя електрическите си свойства. Процесът на добавяне на примесни атоми към чистия полупроводник се нарича допинг.

Външен полупроводник

Външните полупроводници могат да бъдат класифицирани по -нататък:

• Полупроводник от N-тип: Когато чист полупроводник като (силиций) се легира с петивалентен примес (P, As). Електроните в n-типа полупроводник са мажоритарни носители, а дупките са малцинствени носители.
• Полупроводник от P тип: Когато чист полупроводник като (силиций) е легиран с тривалентен примес (B, Al). Дупките в полупроводника от р тип са мажоритарни носители, а електроните са малцинствени носители.

P-N кръстовище

P-n преходът е граница между полупроводника от p тип (има излишък от дупки) и n-типа полупроводник (има излишък от електрони). Областта на изчерпване действа като стена между р-тип и n-тип и предотвратява по-нататъшния поток от свободни електрони и дупки.

Диод

Полупроводниковият диод е едно от приложенията на полупроводниците, е дву-терминално устройство, което се състои от p-n преход и метални контакти в двата им края и има ниско съпротивление на потока на тока в една посока.

LED е едно от приложенията на полупроводникови диоди

За повече информация посетете нашата статия за полупроводниците.

Стъпка 2: Резистори за ограничаване на тока на LED

Как да предотвратим изгарянето на LED?

Свързването на светодиод директно към източник на захранване може да доведе до изгаряне на светодиода. Трябва да свържем последователно резистор между светодиод и източник на напрежение. Този резистор, наречен баластен резистор и баластният резистор се използва за ограничаване на тока през светодиода и за предотвратяване на изгарянето му.

Ако източникът на напрежение е равен на спада на напрежението на светодиода, не се изисква резистор.

Съпротивлението на баластния резистор е лесно да се изчисли със закона на Ом и законите на веригата на Кирххоф. Номиналното LED напрежение се изважда от източника на напрежение и след това се разделя на желания работен ток на LED.

Стъпка 3: Анализ (LED верига с резистор 1 ом)

Когато свържем резистор, който има стойност, равна на 1 ом последователно между светодиода и източника на напрежение, забелязваме, че токът тече във верига със стойност, равна на 808 mA (тази стойност е твърде голяма, може да доведе до изгаряне на светодиода и абсолютен максималният ток през светодиода е 20 mA).

Трябва да намалим стойността на тока, който тече във верига, и LED напрежението, като променим стойността на съпротивлението, докато достигнем стойността на резистора, който прави ток, който тече във верига 20 mA.

Стъпка 4: Анализ (промяна на стойността на съпротивлението)

Когато променим стойността на съпротивлението от 1 ом на 200 ома, забелязваме: Токовите потоци във верига са 33,8 mA. Напрежението на светодиода е 2,18 V

Трябва да увеличаваме стойността на съпротивлението, докато достигнем стойността на резистора, който прави ток, който тече във верига 20 mA.

Когато променим стойността на съпротивлението от 200 ома на 300 ома, забелязваме: Токът по веригата е 22,9 mA. Напрежението на светодиода е 2.10 V

Когато променим стойността на съпротивлението от 300 ома на 345 ома, забелязваме: Токовите потоци във верига са 20,0 mA. Напрежението на светодиода е 2,08 V

Сега знаем границата на баластен резистор (R> = 345 Ohm), от която се нуждаем, за да ограничим тока през светодиода и да предотвратим изгарянето му.

Стъпка 5: Анимации на веригата

забелязваме от анимациите на веригата, че

когато увеличаваме стойността на баластен резистор, скоростта на тока намалява, тъй като се използва баластен резистор за ограничаване на тока през светодиода и за предотвратяване на изгарянето му.

Благодаря за четенето.