Оглавление:
Видео: Как предотвратить горение светодиода ?: 5 шагов
2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-13 06:58
Прежде чем мы скажем, как предотвратить горение светодиода, мы должны сказать, что такое светодиод.
LEDstands для светоизлучающих диодов - это полупроводниковое устройство, которое излучает видимый свет определенного цвета, когда через него протекает ток, и принципиально отличается от обычных источников света, таких как лампы накаливания, люминесцентные и газоразрядные лампы. Он сделан из очень тонкого слоя достаточно сильно легированного полупроводникового материала.
Шаг 1: История светодиода
Полупроводники
Полупроводники - это материалы, которые обладают проводимостью между проводниками и изоляторами, такими как германий или кремний.
Дырки (являются положительно заряженными носителями электрического заряда) и электроны (являются отрицательно заряженными частицами) - это типы носителей заряда, ответственные за протекание тока в полупроводниках.
Типы полупроводников
- Внутренний полупроводниковый материал состоит только из одного типа элемента, такого как кремний.
- Внешний полупроводник - это полупроводник, легированный определенной примесью (нечистый полупроводник), которая может изменять его электрические свойства. Процесс добавления примесных атомов к чистому полупроводнику называется легированием.
Внешний полупроводник
Внешний полупроводник можно разделить на:
- Полупроводник N-типа: когда чистый полупроводник, такой как (кремний), легирован пятивалентной примесью (P, As). Электроны в полупроводнике n-типа являются основными носителями, а дырки - неосновными носителями.
- Полупроводник P-типа: когда чистый полупроводник, такой как (кремний), легирован трехвалентной примесью (B, Al). Дырки в полупроводнике p-типа являются основными носителями, а электроны - неосновными носителями.
P-N переход
P-n-переход - это граница между полупроводником p-типа (имеет избыток дырок) и полупроводником n-типа (имеет избыток электронов). Область истощения действует как стена между p-типом и n-типом и предотвращает дальнейший поток свободных электронов и дырок.
Диод
Полупроводниковый диод - одно из применений компании Semiconductors, представляет собой двухконтактное устройство, которое состоит из p-n-перехода и металлических контактов на их двух концах и имеет низкое сопротивление течению тока в одном направлении.
Светодиод - одно из применений полупроводникового диода
Для получения дополнительной информации посетите нашу статью о полупроводниках.
Шаг 2: резисторы ограничения тока светодиода
Как предотвратить горение светодиода?
Подключение светодиода напрямую к источнику питания может привести к его перегоранию. Мы должны подключить резистор последовательно между светодиодом и источником напряжения. Этот резистор называется балластным резистором, а балластный резистор используется для ограничения тока через светодиод и предотвращения его возгорания.
Если источник напряжения равен падению напряжения светодиода, резистор не требуется.
Сопротивление балластного резистора легко рассчитать по закону Ома и по законам Кирхгофа. Номинальное напряжение светодиода вычитается из источника напряжения и затем делится на желаемый рабочий ток светодиода.
Шаг 3: Анализ (схема светодиода с резистором 1 Ом)
Когда мы подключаем последовательно между светодиодом и источником напряжения резистор, имеющий значение 1 Ом, мы замечаем, что ток течет в цепи со значением, равным 808 мА (это значение слишком велико, может привести к перегоранию светодиода и абсолютному максимальный ток через светодиод - 20 мА).
Мы должны уменьшить значение тока, протекающего в цепи, и напряжение светодиода, изменяя значение сопротивления, пока мы не достигнем значения резистора, который создает ток, протекающий в цепи, 20 мА.
Шаг 4: Анализ (изменение значения сопротивления)
Когда мы меняем значение сопротивления с 1 Ом на 200 Ом, мы замечаем: Ток, протекающий в цепи, составляет 33,8 мА. Напряжение на светодиоде составляет 2,18 В
Мы должны увеличивать значение сопротивления, пока не достигнем значения резистора, который создает ток, протекающий в цепи, 20 мА.
Когда мы меняем значение сопротивления с 200 Ом на 300 Ом, мы замечаем: Ток, протекающий в цепи, составляет 22,9 мА. Напряжение на светодиоде составляет 2,10 В
Когда мы меняем значение сопротивления с 300 Ом на 345 Ом, мы замечаем: Ток, протекающий в цепи, составляет 20,0 мА. Напряжение на светодиоде составляет 2,08 В
Теперь мы знаем предел балластного резистора (R> = 345 Ом), который нам нужен для ограничения тока через светодиод и предотвращения его возгорания.
Шаг 5: Анимация контуров
мы замечаем из анимации схемы, что
когда мы увеличиваем номинал балластного резистора, скорость тока уменьшается, потому что балластный резистор используется для ограничения тока через светодиод и предотвращения его возгорания.
Спасибо за прочтение.