Kaip neleisti LED degti?: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Prieš sakydami, kaip neleisti LED degti, turime pasakyti, kas yra LED.

Šviesos diodas yra puslaidininkinis įtaisas, skleidžiantis tam tikros spalvos matomą šviesą, kai per jį teka srovė, ir iš esmės skiriasi nuo įprastų šviesos šaltinių, tokių kaip kaitrinės, fluorescencinės ir dujų išlydžio lempos. Jis pagamintas iš labai plono gana stipriai legiruoto puslaidininkinės medžiagos sluoksnio.

1 žingsnis: LED istorija

Puslaidininkiai

Puslaidininkiai yra medžiagos, turinčios laidumą tarp laidininkų ir izoliatorių, tokių kaip germanis arba silicis.

Skylės (yra teigiamai įkrautas elektros krūvio nešiklis) ir elektronai (yra neigiamai įkrautos dalelės) yra krūvininkų tipai, atsakingi už srovės srautą puslaidininkiuose.

Puslaidininkių tipai

1. Vidinę puslaidininkinę medžiagą sudaro tik vieno tipo elementai, tokie kaip silicis.
2. Išorinis puslaidininkis yra puslaidininkis, papildytas tam tikra priemaiša (nešvarus puslaidininkis), galintis pakeisti jo elektrines savybes. Priemaišų atomų pridėjimo prie gryno puslaidininkio procesas vadinamas dopingu.

Išorinis puslaidininkis

Išorinius puslaidininkius galima suskirstyti į:

• N tipo puslaidininkis: kai grynas puslaidininkis, pvz., (Silicis), yra legiruotas penkiavalente priemaiša (P, As). N tipo puslaidininkio elektronai yra daugumos nešėjai, o skylės-mažumos nešėjai.
• P tipo puslaidininkis: kai grynas puslaidininkis, pvz., (Silicis), yra legiruotas su trivalente priemaiša (B, Al). Skylės p tipo puslaidininkyje yra daugumos nešėjai, o elektronai-mažumos nešėjai.

P-N sankryža

P-n sandūra yra riba tarp p tipo puslaidininkio (turi skylių perteklių) ir n tipo puslaidininkio (turi elektronų perteklių). Išsekimo sritis veikia kaip siena tarp p ir n tipo ir neleidžia toliau tekėti laisviems elektronams ir skylėms.

Diodas

Puslaidininkinis diodas yra vienas iš puslaidininkių pritaikymų, tai yra dviejų galų įtaisai, susidedantys iš p-n sandūros ir metalinių kontaktų abiejuose galuose ir pasižymintys mažu atsparumu srovės srautui viena kryptimi.

Šviesos diodas yra viena iš puslaidininkinių diodų programų

Norėdami gauti daugiau informacijos, apsilankykite mūsų straipsnyje apie puslaidininkius.

2 žingsnis: LED srovės ribojimo rezistoriai

Kaip neleisti LED degti?

Prijungus šviesos diodą tiesiai prie maitinimo šaltinio, šviesos diodas gali užsidegti. Turime nuosekliai prijungti rezistorių tarp LED ir įtampos šaltinio. Šis rezistorius vadinamas balastiniu rezistoriumi, o balastinis rezistorius naudojamas riboti srovę per šviesos diodą ir užkirsti kelią jo deginimui.

Jei įtampos šaltinis yra lygus šviesos diodo įtampos kritimui, rezistoriaus nereikia.

Balasto rezistoriaus atsparumą lengva apskaičiuoti pagal Ohmo įstatymą ir Kirchhoffo grandinės įstatymus. Nominali šviesos diodų įtampa atimama iš įtampos šaltinio ir tada padalijama iš norimos šviesos diodo veikimo srovės.

3 žingsnis: analizė (LED grandinė su 1 omo rezistoriumi)

Kai prijungiame rezistorių, kurio vertė lygi 1 omui, nuosekliai tarp LED ir įtampos šaltinio, pastebime, kad srovė teka grandinėje, kurios vertė lygi 808 mA (ši vertė yra per didelė, šviesos diodas gali sudegti ir absoliutus didžiausia srovė per šviesos diodą yra 20 mA).

Turime sumažinti grandinėje tekančios srovės ir šviesos diodo įtampos vertę, keisdami varžos vertę, kol pasieksime rezistoriaus, kuris sukuria 20 mA grandinėje tekančią srovę, vertę.

4 žingsnis: analizė (pasipriešinimo vertės keitimas)

Pakeitus varžos vertę nuo 1 omo iki 200 omų, pastebime: Srovės srautas grandinėje yra 33,8 mA. Įtampa skersai LED yra 2,18 V

Turime padidinti pasipriešinimo vertę, kol pasieksime rezistoriaus, kuris sukuria 20 mA grandinėje tekančią srovę, vertę.

Pakeitus varžos vertę nuo 200 omų iki 300 omų, pastebime: Srovės srautas grandinėje yra 22,9 mA. Įtampa skersai LED yra 2,10 V

Pakeitus varžos vertę nuo 300 omų iki 345 omų, pastebime: Srovės srautas grandinėje yra 20,0 mA. Įtampa skersai LED yra 2,08 V

Dabar mes žinome balastinio rezistoriaus ribą (R> = 345 omai), kad turime apriboti srovę per šviesos diodą ir užkirsti kelią jo deginimui.

5 žingsnis: grandinės animacijos

iš grandinės animacijos pastebime, kad

kai padidiname balastinio rezistoriaus vertę, srovės greitis mažėja, nes balastinis rezistorius naudojamas apriboti srovę per šviesos diodą ir užkirsti kelią jo deginimui.

Dėkojame, kad perskaitėte.