Πώς να αποτρέψετε την καύση LED;: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Πριν πούμε πώς να αποτρέψουμε την καύση των LED, πρέπει να πούμε τι είναι το LED.

Οι βάσεις LED για δίοδο εκπομπής φωτός, είναι μια συσκευή ημιαγωγών που εκπέμπει ορατό φως συγκεκριμένου χρώματος όταν το ρεύμα διαρρέει και είναι θεμελιωδώς διαφορετική από τις συμβατικές πηγές φωτός όπως λαμπτήρες πυρακτώσεως, φθορισμού και εκκένωσης αερίου. Είναι κατασκευασμένο από ένα πολύ λεπτό στρώμα από υλικό ημιαγωγών αρκετά βαριά ντοπαρισμένο.

Βήμα 1: Ιστορικό LED

Ημιαγωγοί

Οι ημιαγωγοί είναι τα υλικά που έχουν αγωγιμότητα μεταξύ αγωγών και μονωτών όπως γερμάνιο ή πυρίτιο.

Οι οπές (είναι ο θετικά φορτισμένος ηλεκτρικός φορέας φορτίου) και τα ηλεκτρόνια (είναι τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια) είναι οι τύποι φορέων φορτίου που ευθύνονται για τη ροή του ρεύματος στους ημιαγωγούς.

Τύποι ημιαγωγών

1. Ένα εγγενές υλικό ημιαγωγών αποτελείται από έναν μόνο τύπο στοιχείου όπως το πυρίτιο.
2. Ένας εξωγενής ημιαγωγός είναι ένας ημιαγωγός που αναμιγνύεται από μια συγκεκριμένη ακαθαρσία (ακάθαρτος ημιαγωγός) ο οποίος είναι σε θέση να τροποποιήσει τις ηλεκτρικές του ιδιότητες. Η διαδικασία προσθήκης ατόμων ακαθαρσίας στον καθαρό ημιαγωγό ονομάζεται Ντόπινγκ.

Εξωγενής Ημιαγωγός

Οι εξωγενείς ημιαγωγοί μπορούν να ταξινομηθούν περαιτέρω σε:

• Ημιαγωγός τύπου Ν: Όταν ένας καθαρός ημιαγωγός όπως ο (πυρίτιο) είναι ντοπαρισμένος με μια πενταδύναμη ακαθαρσία (P, As). Τα ηλεκτρόνια στον ημιαγωγό τύπου n είναι φορείς πλειοψηφίας και οι οπές είναι φορείς μειοψηφίας.
• Ημιαγωγός τύπου P: Όταν ένας καθαρός ημιαγωγός όπως το (πυρίτιο) αναμιγνύεται με τρισθενή ακαθαρσία (B, Al). Οι οπές στον ημιαγωγό τύπου p είναι φορείς πλειοψηφίας και τα ηλεκτρόνια φορείς μειοψηφίας.

P-N Junction

Ένας σύνδεσμος p-n είναι ένα όριο μεταξύ του ημιαγωγού τύπου p (έχει περίσσεια οπών) και του ημιαγωγού τύπου n (έχει περίσσεια ηλεκτρονίων). Η περιοχή εξάντλησης λειτουργεί σαν τοίχος μεταξύ τύπου p και n και εμποδίζει την περαιτέρω ροή ελεύθερων ηλεκτρονίων και οπών.

Δίοδος

Η δίοδος ημιαγωγών είναι μία από τις εφαρμογές των ημιαγωγών, είναι μια συσκευή δύο τερματικών που αποτελείται από έναν κόμβο p-n και μεταλλικές επαφές στα δύο άκρα τους και έχει χαμηλή αντίσταση στη ροή του ρεύματος προς μία κατεύθυνση.

Το LED είναι μία από τις εφαρμογές της διόδου ημιαγωγών

Για περισσότερες πληροφορίες, επισκεφθείτε το άρθρο μας σχετικά με τους ημιαγωγούς.

Βήμα 2: Αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος LED

Πώς να αποτρέψετε την καύση του LED;

Η σύνδεση ενός LED απευθείας σε μια πηγή ενέργειας μπορεί να προκαλέσει καύση ενός LED. Πρέπει να συνδέσουμε μια αντίσταση σε σειρά μεταξύ πηγής led και τάσης. Αυτή η αντίσταση ονομάζεται αντίσταση έρματος και η αντίσταση έρματος χρησιμοποιείται για να περιορίσει το ρεύμα μέσω της λυχνίας LED και να αποτρέψει την καύση της.

Εάν η πηγή τάσης είναι ίση με την πτώση τάσης του LED, δεν απαιτείται αντίσταση.

Η αντίσταση του αντιστάτη έρματος είναι εύκολο να υπολογιστεί με το νόμο του Ohm και τους νόμους κυκλώματος του Kirchhoff. Η ονομαστική τάση LED αφαιρείται από την πηγή τάσης και στη συνέχεια διαιρείται με το επιθυμητό ρεύμα λειτουργίας LED.

Βήμα 3: Ανάλυση (Κύκλωμα LED με αντίσταση 1 Ohm)

Όταν συνδέουμε μια αντίσταση που έχει τιμή ίση με 1 ohm σε σειρά μεταξύ πηγής led και τάσης, παρατηρούμε ότι το ρεύμα ρέει σε ένα κύκλωμα με τιμή ίση με 808 mA (αυτή η τιμή είναι πολύ μεγάλη, μπορεί να προκαλέσει την καύση ενός LED και απόλυτη το μέγιστο ρεύμα μέσω της λυχνίας LED είναι 20 mA).

Πρέπει να μειώσουμε την τιμή του ρεύματος που ρέει σε ένα κύκλωμα και την τάση LED αλλάζοντας την τιμή αντίστασης μέχρι να φτάσουμε στην τιμή της αντίστασης που κάνει ένα ρεύμα που ρέει σε ένα κύκλωμα 20 mA.

Βήμα 4: Ανάλυση (αλλαγή της τιμής αντίστασης)

Όταν αλλάζουμε την τιμή αντίστασης από 1 ohm σε 200 ohm, παρατηρούμε: Το ρεύμα ρεύματος σε ένα κύκλωμα είναι 33,8 mA. Η τάση στο led είναι 2,18 V

Πρέπει να αυξήσουμε την τιμή της αντίστασης μέχρι να φτάσουμε στην τιμή της αντίστασης που κάνει ένα ρεύμα που ρέει σε ένα κύκλωμα 20 mA.

Όταν αλλάζουμε την τιμή αντίστασης από 200 ohm σε 300 ohm, παρατηρούμε: Το ρεύμα ρέει σε ένα κύκλωμα είναι 22,9 mA. Η τάση στο led είναι 2,10 V

Όταν αλλάζουμε την τιμή αντίστασης από 300 ohm σε 345 ohm, παρατηρούμε: Το ρεύμα ρέει σε ένα κύκλωμα είναι 20,0 mA. Η τάση στο led είναι 2,08 V

Τώρα γνωρίζουμε το όριο μιας αντίστασης έρματος (R> = 345 Ohm) που πρέπει να περιορίσουμε το ρεύμα μέσω της λυχνίας LED και να αποτρέψουμε την καύση της.

Βήμα 5: Κινούμενα σχέδια κυκλώματος

παρατηρούμε από κινούμενα σχέδια ότι

όταν αυξάνουμε την τιμή μιας αντίστασης έρματος, η τρέχουσα ταχύτητα μειώνεται επειδή μια αντίσταση έρματος χρησιμοποιείται για να περιορίσει το ρεύμα μέσω της λυχνίας LED και να αποτρέψει την καύση της.

Ευχαριστώ για την ανάγνωση.