Kako preprečiti izgorevanje LED?: 5 korakov

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-23 15:08

Preden rečemo, kako preprečiti izgorevanje LED, moramo povedati, kaj LED je.

LED stojala za diode, ki oddajajo svetlobo, je polprevodniška naprava, ki oddaja vidno svetlobo določene barve, ko skozi njo teče tok, in se bistveno razlikuje od običajnih svetlobnih virov, kot so žarnice z žarilno nitko, fluorescenčne sijalke in sijalke z razelektritvijo plina. Narejen je iz zelo tanke plasti dokaj močno dopiranega polprevodniškega materiala.

Korak: Zgodovina LED

Polprevodniki

Polprevodniki so materiali, ki imajo prevodnost med prevodniki in izolatorji, kot sta germanij ali silicij.

Luknje (so pozitivno nabiti nosilec električnega naboja) in elektroni (so negativno nabiti delci) so vrste nosilcev naboja, ki so odgovorni za pretok toka v polprevodnikih.

Vrste polprevodnikov

1. Notranji polprevodniški material je sestavljen iz samo ene vrste elementov, kot je silicij.
2. Zunanji polprevodnik je polprevodnik, dopiran s posebno nečistočo (nečist polprevodnik), ki lahko spremeni svoje električne lastnosti. Postopek dodajanja nečistih atomov v čisti polprevodnik se imenuje doping.

Zunanji polprevodnik

Ekstrinzični polprevodnik lahko razdelimo na:

• Polprevodnik tipa N: Ko je čisti polprevodnik, kot je (silicij), dopiran s petovalentno primesjo (P, As). Elektroni v polprevodniku tipa n so večinski nosilci, luknje pa manjši nosilci.
• Polprevodnik tipa P: Ko je čisti polprevodnik, kot je (silicij), dopiran s trivalentno nečistočo (B, Al). Luknje v polprevodniku tipa p so večinski nosilci, elektroni pa manjši nosilci.

P-N stičišče

P-n stik je meja med polprevodnikom tipa p (ima presežek lukenj) in polprevodnikom tipa n (ima presežek elektronov). Območje izčrpavanja deluje kot stena med p-tipom in n-tipom in preprečuje nadaljnji tok prostih elektronov in lukenj.

Dioda

Polprevodniška dioda je ena od aplikacij polprevodnikov, je dvo-terminalna naprava, ki je sestavljena iz p-n spoja in kovinskih kontaktov na njihovih dveh koncih in ima nizko upornost proti toku toka v eno smer.

LED je ena od aplikacij polprevodniških diod

Za več informacij obiščite naš članek o polprevodnikih.

2. korak: Upori za omejevanje toka LED

Kako preprečiti izgorevanje LED?

Priključitev LED neposredno na vir napajanja lahko povzroči izgorelost LED. Med LED in napetostnim virom moramo zaporedno priključiti upor. Ta upor, imenovan balastni upor, in balastni upor se uporablja za omejevanje toka skozi LED in preprečevanje njegovega gorenja.

Če je vir napetosti enak padcu napetosti LED, upor ni potreben.

Odpornost balastnega upora je enostavno izračunati z Ohmovim zakonom in Kirchhoffovimi zakoni vezja. Nazivna LED napetost se odšteje od napetostnega vira in nato deli z želenim obratovalnim tokom LED.

3. korak: Analiza (LED vezje z uporom 1 ohm)

Ko med LED in napetostnim virom povežemo upor, ki ima zaporedno vrednost 1 ohm, opazimo, da tok teče v tokokrogu z vrednostjo, ki je enaka 808 mA (ta vrednost je prevelika, lahko povzroči izgorevanje LED in absolutno največji tok skozi LED je 20 mA).

Vrednost toka, ki teče v tokokrogu, in napetosti LED moramo zmanjšati s spreminjanjem vrednosti upora, dokler ne dosežemo vrednosti upora, ki v tokokrogu teče 20 mA.

4. korak: analiza (spreminjanje vrednosti upora)

Ko vrednost upora umerimo z 1 ohma na 200 ohmov, opazimo: Tok v tokokrogu znaša 33,8 mA. Napetost na LED diodi je 2,18 V

Vrednost upora moramo povečevati, dokler ne dosežemo vrednosti upora, ki povzroči tok, ki teče v vezju 20 mA.

Ko vrednost upora umerimo z 200 ohmov na 300 ohmov, opazimo: Tok v tokokrogu znaša 22,9 mA. Napetost na LED diodi je 2,10 V

Ko vrednost upora umerimo s 300 ohmov na 345 ohmov, opazimo: Tok v tokokrogu znaša 20,0 mA. Napetost na LED diodi je 2,08 V

Zdaj vemo mejo balastnega upora (R> = 345 Ohm), da moramo omejiti tok skozi LED in preprečiti njegovo gorenje.

5. korak: Krožne animacije

iz animacij vezja opazimo, da

ko povečamo vrednost balastnega upora, se trenutna hitrost zmanjša, ker se balastni upor uporablja za omejevanje toka skozi LED in preprečevanje njegovega izgorevanja.

Hvala za branje.