Sådan forhindres LED i at brænde?: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Inden vi siger, hvordan man forhindrer LED i at brænde, skal vi sige, hvad LED er.

LEDstandere til lysemitterende diode, er en halvlederanordning, der udsender synligt lys af en bestemt farve, når strøm strømmer igennem den og er fundamentalt forskellig fra konventionelle lyskilder som f.eks. Glødelamper, lysstofrør og gasudladningslamper. Det er lavet af et meget tyndt lag af temmelig stærkt dopet halvledermateriale.

Trin 1: Historik om LED

Halvledere

Halvledere er de materialer, der har en ledningsevne mellem ledere og isolatorer, såsom germanium eller silicium.

Huller (er den positivt ladede elektriske ladningsbærer) og elektroner (er de negativt ladede partikler) er de typer ladningsbærere, der er ansvarlige for strømmen af strøm i halvledere.

Typer af halvledere

1. Et iboende halvledermateriale består kun af en enkelt type element, såsom silicium.
2. En ekstern halvleder er en halvleder, der er dopet af en specifik urenhed (uren halvleder), som er i stand til at ændre dens elektriske egenskaber. Processen med at tilføje urenhedsatomer til den rene halvleder kaldes Doping.

Ekstrinsisk halvleder

Ekstrinsisk halvleder kan yderligere inddeles i:

• N-type halvleder: Når en ren halvleder som (Silicon) er dopet med en pentavalent urenhed (P, As). Elektronerne i n-typen halvleder er majoritetsbærere og huller er minoritetsbærere.
• P-type halvleder: Når en ren halvleder som (silicium) er dopet med en treværdig urenhed (B, Al). Hullerne i halvleder af p-typen er majoritetsbærere og elektroner er minoritetsbærere.

P-N Junction

Et p-n-kryds er en grænse mellem halvleder af p-typen (har et overskud af huller) og n-typen halvleder (har et overskud af elektroner). Depletion Region fungerer som en væg mellem p-type og n-type og forhindrer yderligere strøm af frie elektroner og huller.

Diode

Halvlederdiode er en af applikationerne for halvleder, er en toterminalenhed, der består af et p-n-kryds og metalliske kontakter i deres to ender og har en lav modstand mod strømmen i en retning.

LED er en af applikationerne i Semiconductor Diode

For mere information, besøg vores artikel om halvledere.

Trin 2: LED -strømbegrænsende modstande

Sådan forhindres LED i at brænde?

Tilslutning af en LED direkte til en strømkilde kan forårsage, at en LED slukker. Vi er nødt til at forbinde en modstand i serie mellem led og spændingskilde. Denne modstand kaldes en ballastmodstand og ballastmodstanden bruges til at begrænse strømmen gennem LED'en og forhindre, at den brænder.

Hvis spændingskilden er lig med LED'ens spændingsfald, kræves ingen modstand.

Ballastmodstandens modstand er let at beregne med Ohms lov og Kirchhoffs kredslov. Den nominelle LED -spænding trækkes fra spændingskilden og divideres derefter med den ønskede LED -driftsstrøm.

Trin 3: Analyse (LED -kredsløb med modstand 1 ohm)

Når vi forbinder en modstand, der har en værdi lig med 1 ohm i serie mellem led og spændingskilde, bemærker vi, at strømmen strømmer i et kredsløb med en værdi på 808 mA (denne værdi er for stor, kan få en LED til at brænde ud og absolut maksimal strøm gennem LED'en er 20 mA).

Vi er nødt til at reducere værdien af strøm, der strømmer i et kredsløb og LED -spændingen ved at ændre modstandsværdien, indtil vi når værdien af modstand, der laver en strøm, der strømmer i et kredsløb 20 mA.

Trin 4: Analyse (ændring af modstandsværdien)

Når vi ændrer modstandsværdien fra 1 ohm til 200 ohm, bemærker vi: Strømmen i et kredsløb er 33,8 mA. Spændingen over lysdioden er 2,18 V

Vi er nødt til at øge værdien af modstand, indtil vi når værdien af modstand, der laver en strøm, der strømmer i et kredsløb 20 mA.

Når vi ændrer modstandsværdien fra 200 ohm til 300 ohm, bemærker vi: Strømmen i et kredsløb er 22,9 mA. Spændingen over lysdioden er 2,10 V

Når vi ændrer modstandsværdien fra 300 ohm til 345 ohm, bemærker vi: Strømmen i et kredsløb er 20,0 mA. Spændingen over lysdioden er 2,08 V

Nu kender vi grænsen for en ballastmodstand (R> = 345 Ohm), som vi skal begrænse strømmen gennem LED'en og for at forhindre, at den brænder.

Trin 5: Kredsløbsanimationer

vi mærker det fra kredsløb animationer, at

når vi øger værdien af en ballastmodstand, falder strømhastigheden, fordi der bruges en ballastmodstand til at begrænse strømmen gennem LED'en og forhindre, at den brænder.

Tak fordi du læste.