Hoe te voorkomen dat LED gaat branden? - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Voordat we zeggen hoe we kunnen voorkomen dat LED gaat branden, moeten we eerst zeggen wat LED is.

LED staat voor light emitting diode, is een halfgeleiderapparaat dat zichtbaar licht van een bepaalde kleur uitstraalt wanneer er stroom doorheen vloeit en fundamenteel verschilt van conventionele lichtbronnen zoals gloeilampen, fluorescentielampen en gasontladingslampen. Het is gemaakt van een zeer dunne laag vrij zwaar gedoteerd halfgeleidermateriaal.

Stap 1: Geschiedenis van LED

Halfgeleiders

Halfgeleiders zijn de materialen die een geleidbaarheid hebben tussen geleiders en isolatoren zoals germanium of silicium.

Gaten (zijn de positief geladen elektrische ladingsdragers) en elektronen (zijn de negatief geladen deeltjes) zijn de soorten ladingsdragers die verantwoordelijk zijn voor de stroom van stroom in halfgeleiders.

Soorten halfgeleiders

1. Een intrinsiek halfgeleidermateriaal bestaat uit slechts één enkel type element, zoals silicium.
2. Een extrinsieke halfgeleider is een halfgeleider die is gedoteerd door een specifieke onzuiverheid (onzuivere halfgeleider) die zijn elektrische eigenschappen kan wijzigen. Het proces van het toevoegen van onzuivere atomen aan de zuivere halfgeleider wordt doping genoemd.

Extrinsieke halfgeleider

Extrinsieke halfgeleiders kunnen verder worden ingedeeld in:

• N-type halfgeleider: Wanneer een zuivere halfgeleider zoals (Silicium) wordt gedoteerd met een vijfwaardige onzuiverheid (P, As). De elektronen in de n-type halfgeleider zijn meerderheidsdragers en gaten zijn minderheidsdragers.
• P-type halfgeleider: wanneer een zuivere halfgeleider zoals (silicium) wordt gedoteerd met een driewaardige onzuiverheid (B, Al). De gaten in de p-type halfgeleider zijn meerderheidsdragers en elektronen zijn minderheidsdragers.

P-N-kruising

Een pn-overgang is een grens tussen de p-type halfgeleider (heeft een overmaat aan gaten) en de n-type halfgeleider (heeft een overmaat aan elektronen). Uitputtingsgebied fungeert als een muur tussen p-type en n-type en voorkomt verdere stroom van vrije elektronen en gaten.

Diode

Halfgeleiderdiode is een van de toepassingen van halfgeleiders, is een apparaat met twee aansluitingen dat bestaat uit een pn-overgang en metalen contacten aan hun twee uiteinden en heeft een lage weerstand tegen de stroom in één richting.

LED is een van de toepassingen van Semiconductor Diode

Ga voor meer informatie naar ons artikel over halfgeleiders.

Stap 2: LED stroombeperkende weerstanden

Hoe te voorkomen dat LED gaat branden?

Door een LED rechtstreeks op een stroombron aan te sluiten, kan een LED doorbranden. We moeten een weerstand in serie schakelen tussen led en spanningsbron. Deze weerstand wordt een ballastweerstand genoemd en de ballastweerstand wordt gebruikt om de stroom door de LED te beperken en te voorkomen dat deze doorbrandt.

Als de spanningsbron gelijk is aan de spanningsval van de LED, is er geen weerstand nodig.

De weerstand van de ballastweerstand is eenvoudig te berekenen met de wet van Ohm en de circuitwetten van Kirchhoff. De nominale LED-spanning wordt afgetrokken van de spanningsbron en vervolgens gedeeld door de gewenste LED-bedrijfsstroom.

Stap 3: Analyse (LED-circuit met weerstand 1 Ohm)

Wanneer we een weerstand met een waarde gelijk aan 1 ohm in serie schakelen tussen led en spanningsbron, merken we dat de stroom vloeit in een circuit met een waarde gelijk aan 808 mA (deze waarde is te groot, kan ervoor zorgen dat een LED doorbrandt en absoluut maximale stroom door de LED is 20 mA).

We moeten de waarde van de stroom die in een circuit vloeit en de LED-spanning verminderen door de weerstandswaarde te veranderen totdat we de waarde bereiken van de weerstand die een stroom maakt die in een circuit vloeit van 20 mA.

Stap 4: Analyse (wijzigen van de weerstandswaarde)

Wanneer we de weerstandswaarde veranderen van 1 ohm naar 200 ohm, merken we: De stroom die in een circuit vloeit is 33,8 mA. De spanning over de led is 2,18 V

We moeten de weerstandswaarde verhogen totdat we de weerstandswaarde bereiken die een stroom maakt die in een circuit van 20 mA vloeit.

Als we de weerstandswaarde veranderen van 200 ohm naar 300 ohm, merken we: De stroom die in een circuit vloeit is 22,9 mA. De spanning over de led is 2,10 V

Als we de weerstandswaarde veranderen van 300 ohm naar 345 ohm, merken we: De stroom die in een circuit vloeit is 20,0 mA. De spanning over de led is 2,08 V

Nu kennen we de grens van een ballastweerstand (R>=345 Ohm) die we nodig hebben om de stroom door de LED te beperken en te voorkomen dat deze doorbrandt.

Stap 5: Circuitanimaties

we merken aan circuitanimaties dat:

wanneer we de waarde van een voorschakelweerstand verhogen, neemt de stroomsnelheid af omdat een voorschakelweerstand wordt gebruikt om de stroom door de LED te beperken en te voorkomen dat deze doorbrandt.

Bedankt voor het lezen.