Kako spriječiti sagorijevanje LED -a?: 5 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

Prije nego što kažemo kako spriječiti paljenje LED diode, moramo reći šta je LED.

LED stalci za diode koje emitiraju svjetlost su poluvodički uređaji koji emitiraju vidljivu svjetlost određene boje kada struja teče kroz nju i bitno se razlikuju od konvencionalnih izvora svjetlosti poput žarulja sa žarnom niti, fluorescentnih svjetiljki i žarulja sa plinskim pražnjenjem. Napravljen je od vrlo tankog sloja prilično dobro dopiranog poluvodičkog materijala.

Korak 1: Istorija LED dioda

Poluvodiči

Poluvodiči su materijali koji imaju vodljivost između vodiča i izolatora, poput germanija ili silicija.

Rupe (su pozitivno nabijeni nosilac električnog naboja) i elektroni (negativno nabijene čestice) su vrste nosača naboja odgovorne za protok struje u poluvodičima.

Vrste poluvodiča

1. Unutrašnji poluvodički materijal sastoji se od samo jedne vrste elemenata, poput silicija.
2. Vanjski poluvodič je poluvodič dopiran specifičnom nečistoćom (nečist poluvodič) koji može promijeniti svoja električna svojstva. Proces dodavanja atoma nečistoće čistom poluvodiču naziva se doping.

Vanjski poluvodič

Vanjski poluvodiči se dalje mogu klasificirati na:

• Poluvodiči N-tipa: Kada je čisti poluvodič poput (silicija) dopiran petovalentnom nečistoćom (P, As). Elektroni u poluvodiču n-tipa većinski su nositelji, a rupe manjinski nositelji.
• Poluvodiči P-tipa: Kada je čisti poluvodič poput silicija dopiran trovalentnom nečistoćom (B, Al). Rupe u poluvodiču p-tipa većinski su nositelji, a elektroni manjinski.

P-N spoj

P-n spoj je granica između poluvodiča p-tipa (ima višak rupa) i poluvodiča n-tipa (ima višak elektrona). Regija iscrpljivanja djeluje kao zid između p-tipa i n-tipa i sprječava daljnji protok slobodnih elektrona i rupa.

Diode

Poluvodička dioda jedna je od primjena poluvodiča, dvo-terminalni uređaj koji se sastoji od p-n spoja i metalnih kontakata na njihova dva kraja i ima mali otpor prema protoku struje u jednom smjeru.

LED je jedna od primjena poluvodičkih dioda

Za više informacija posjetite naš članak o poluvodičima.

Korak 2: LED otpornici za ograničavanje struje

Kako spriječiti da LED gori?

Spajanje LED diode direktno na izvor napajanja može uzrokovati izgaranje LED diode. Moramo serijski spojiti otpornik između LED i izvora napona. Ovaj otpornik koji se naziva balastni otpornik i balastni otpornik koristi se za ograničavanje struje kroz LED i sprječavanje njezinog izgaranja.

Ako je izvor napona jednak padu napona LED -a, otpornik nije potreban.

Otpor balastnog otpornika lako je izračunati pomoću Ohmovog zakona i Kirchhoffovih zakona. Nazivni LED napon oduzima se od izvora napona, a zatim dijeli sa željenom radnom strujom LED diode.

Korak 3: Analiza (LED krug s otpornikom 1 Ohm)

Kad spojimo otpornik čija je vrijednost jednaka 1 ohm u nizu između LED i izvora napona, primjećujemo da struja teče u krugu s vrijednošću jednakom 808 mA (ova vrijednost je prevelika, može uzrokovati pregaranje LED -a i apsolutno maksimalna struja kroz LED je 20 mA).

Moramo smanjiti vrijednost struje koja teče u krugu i LED napona promjenom vrijednosti otpora dok ne dosegnemo vrijednost otpornika koji stvara struju koja teče u krugu 20 mA.

Korak 4: Analiza (promjena vrijednosti otpora)

Kada promijenimo vrijednost otpora s 1 ohma na 200 ohma, primjećujemo: Strujni tok u krugu je 33,8 mA. Napon na LED diodi je 2,18 V

Moramo povećavati vrijednost otpora dok ne dosegnemo vrijednost otpornika koji stvara struju koja teče u krugu 20 mA.

Kad promijenimo vrijednost otpora s 200 ohma na 300 ohma, primjećujemo: Struja teče u krugu 22,9 mA. Napon na LED diodi je 2,10 V

Kada promijenimo vrijednost otpora s 300 ohma na 345 ohma, primjećujemo: Strujni tok u krugu je 20,0 mA. Napon na LED diodi je 2,08 V

Sada znamo granicu balastnog otpornika (R> = 345 Ohma) koja nam je potrebna da ograničimo struju kroz LED i spriječimo njeno izgaranje.

Korak 5: Kružne animacije

primjećujemo iz animacija kola da

kada povećamo vrijednost balastnog otpornika, trenutna brzina se smanjuje jer se balastni otpornik koristi za ograničavanje struje kroz LED i sprječavanje njezinog izgaranja.

Hvala na čitanju.