LED - светоизлучающий диод: основы, виды и характеристики

  1. Основы светодиодов (светодиод)
  2. Характеристики светодиода (светодиода)
  3. Полярность LED
  4. Прямой ток светодиодов
  5. Прямое напряжение LED
  6. Простая светодиодная схема
  7. Типы светодиодов
  8. SMD светодиоды (светодиоды для поверхностного монтажа)
  9. Двухцветные светодиоды
  10. RGB LED (красный - синий - зеленый светодиод)
  11. Мощные светодиоды

Светодиод или светоизлучающий диод - это полупроводниковое устройство, которое излучает свет благодаря эффекту электролюминесценции. Светодиод - это в основном PN-диод, который излучает свет при смещении вперед.

Светоизлучающие диоды есть практически везде. Вы можете найти светодиоды в автомобилях, велосипедах, уличном освещении, домашнем освещении, офисном освещении, мобильных телефонах, телевизорах и многих других.

Причиной такого широкого спектра применения светодиодов являются его преимущества перед традиционными лампами накаливания и современными компактными люминесцентными лампами (КЛЛ). Ниже перечислены некоторые преимущества светодиодов над лампами накаливания и источниками света.

  • Низкое энергопотребление
  • Маленький размер
  • Быстрое переключение
  • Физически Надежный
  • Долгоиграющий

Благодаря этим преимуществам светодиоды стали довольно популярными среди большого количества людей. Инженеры-электронщики, любители электроники и энтузиасты электроники часто работают со светодиодами для различных проектов.

Следовательно, статья о светоизлучающих диодах, которая фокусируется на различных темах, таких как основы светодиодов, типы светодиодов и характеристики светодиодов, принесет пользу всем. Итак, начнем с основ светодиодов.

Основы светодиодов (светодиод)

Как упоминалось во введении, светодиод представляет собой полупроводниковый источник света. Он состоит из диода PN-перехода, и когда на светодиод подается напряжение, электроны и дырки рекомбинируют в PN-переходе и выделяют энергию в виде света (фотонов).

Свет, излучаемый светодиодом, обычно является монохроматическим, то есть однотонным, и цвет зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника.

Светоизлучающие диоды могут быть изготовлены так, чтобы излучать все длины волн видимого спектра, то есть от красного (от 620 нм до 750 нм) до сине-фиолетового (от 380 нм до 490 нм).

Электрический символ светодиода аналогичен электрическому символу PN-диода. На следующем рисунке показан красный светодиод вместе с символами PN-диода и светодиода.

На следующем рисунке показан красный светодиод вместе с символами PN-диода и светодиода

Характеристики светодиода (светодиода)

Перед подключением светодиода является схемой и начинай ее использовать, есть несколько характеристик светодиода, которые стоит знать (на самом деле, они очень важны). Если вы обращаетесь к какой-либо спецификации, предоставленной производителем, вы можете найти множество технических характеристик, соответствующих электрическим характеристикам, абсолютным максимальным номинальным характеристикам, физическим размерам и т. Д.

Я не буду утомлять вас всеми характеристиками, а только тремя важными. Это полярность, прямое напряжение и прямой ток.

Полярность LED

Полярность является показателем симметричности электронного компонента. Светоизлучающий диод, подобный диоду PN-перехода, не является симметричным, то есть он позволяет току течь только в одном направлении.

В светодиоде положительный вывод называется анодом, а отрицательный вывод - катодом. Для правильной работы светодиода анод светодиода должен иметь более высокий потенциал, чем катод, так как ток в светодиоде течет от анода к катоду.

Что произойдет, если мы подключим светодиод в обратном направлении? Ну, ничего не происходит, так как светодиод не будет проводить. Вы можете легко идентифицировать анодную клемму светодиода, поскольку они обычно имеют более длинные выводы.

Вы можете легко идентифицировать анодную клемму светодиода, поскольку они обычно имеют более длинные выводы

Прямой ток светодиодов

Светодиоды являются очень чувствительными устройствами, и величина тока, протекающего через светодиод, очень важна. Кроме того, яркость светодиода зависит от величины тока, потребляемого светодиодом.

Каждый светодиод имеет максимальный прямой ток, который можно безопасно проходить через него, не перегорая. Да. Допустимый ток, превышающий номинальный ток, фактически сгорит светодиод.

Например, наиболее часто используемые 5-мм светодиоды имеют номинальный ток от 20 мА до 30 мА, а 8-мм светодиоды имеют номинальный ток 150 мА (точные значения см. В техническом описании).

Как нам регулировать ток, протекающий через светодиод? Для контроля тока, протекающего через светодиод, мы используем резисторы с ограничением тока.

Больше информации о светодиодах и токоограничивающих резисторах ПРОСТЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ ЦЕПИ ,

Прямое напряжение LED

Светоизлучающие диоды также рассчитаны на прямое напряжение, то есть количество напряжения, необходимое для светодиода проводить электричество. Например, все 5-миллиметровые светодиоды имеют номинальный ток 20 мА, но прямое напряжение меняется от одного светодиода к другому.

Максимальное напряжение на красных светодиодах составляет 2,2 В, максимальное напряжение на синих светодиодах - 3,4 В, а на белых светодиодах - 3,6 В.

Простая светодиодная схема

На следующем рисунке показана схема простой светодиодной цепи, состоящей из 5-мм белого светодиода с источником питания 5 В.

Поскольку это белый светодиод, номинальные значения тока и напряжения следующие: типичный прямой ток составляет 20 мА, а типовое прямое напряжение составляет 2 В.

Таким образом, для регулирования тока и напряжения мы использовали резистор 180 Ом, рассчитанный на ¼ Вт рассеиваемой мощности.

Типы светодиодов

Сквозные светодиоды

Они доступны в различных формах и размерах, и наиболее распространенными являются светодиоды 3 мм, 5 мм и 8 мм. Эти светодиоды доступны в различных цветах, таких как красный, синий, желтый, зеленый, белый и т. Д.

SMD светодиоды (светодиоды для поверхностного монтажа)

Поверхностный монтаж или светодиоды SMD представляют собой специальные комплекты, которые легко монтируются на печатной плате. Светодиоды SMD обычно различаются в зависимости от их физических размеров. Например, наиболее распространенными светодиодами SMD являются 3528 и 5050.

Двухцветные светодиоды

Следующим типом светодиодов являются двухцветные, как следует из названия, могут излучать два цвета. Двухцветные светодиоды имеют три провода, обычно два анода и общий катод. В зависимости от конфигурации проводов, цвет будет активирован.

RGB LED (красный - синий - зеленый светодиод)

Светодиоды RGB являются самыми любимыми и популярными среди любителей и дизайнеров. Даже компьютерные сборки очень популярны для реализации светодиодов RGB в корпусах компьютеров, материнских платах, оперативной памяти и т. Д.

Светодиод RGB содержит 3 светодиода на одной микросхеме, и с помощью технологии, называемой ШИМ (широтно-импульсная модуляция), мы можем управлять выходом светодиода RGB для получения широкого спектра цветов.

Мощные светодиоды

Светодиод с номинальной мощностью, превышающей или равной 1 Вт, называется светодиодом высокой мощности. Это связано с тем, что нормальные светодиоды имеют рассеиваемую мощность в несколько милливатт.

Светодиоды высокой мощности очень яркие и часто используются в фонариках, автомобильных фарах, прожекторах и т. Д.

Поскольку рассеиваемая мощность мощных светодиодов высока, требуется надлежащее охлаждение и использование радиаторов. Кроме того, потребляемая мощность для этих светодиодов обычно будет очень высокой.

В этой статье мы рассмотрели основы светодиодов и несколько важных характеристик светодиодов. В следующем уроке мы увидим, как работает светодиод, и как он будет построен.