Диоди LED
(22 731)Принцип на действие на LED диода
Диодите са полупроводникови елементи, чиято структура се основава на използването на p-n прехода. Той се характеризира с практически нулево съпротивление, когато е поляризиран в права посока - при условие, че се превиши малка стойност на напрежението, наречено дифузионно напрежение. В случай на обратна поляризация на p-n прехода, той представлява почти безкрайно голямо съпротивление, а малкото количество ток, който може да премине през обратно поляризирания преход, се нарича обратен или дрейфов ток. Описаното свойство на p-n прехода се определя като асиметрична електрическа проводимост. Сред всички видове тези елементи едни от най-често срещаните са светодиодите, известни още като LED диоди (от англ. Light-Emiting Diode).
Характеристика на LED диода
LED диод (Light-emitting diode), като полупроводников оптоелектронен елемент намира широко приложение в електрониката. Този елемент съдържа в своята структура "p-n" преход, тоест съединение на два независими полупроводника с различни видове проводимост (p-катод, n-анод). След подаване на електричество, в резултат на електролуминесцентното явление LED диодът излъчва светлина във видимия, инфрачервения (IR) или ултравиолетовия (UV) спектър. Това явление се основава на рекомбинацията на електрони с електронни дупки, което води до освобождаване на енергия под формата на фотони (електролуминесценция). Цветът на светлината зависи от материала, използван за производството на полупроводника. Това може да бъде, между другото галиев арсенид, галиев фосфид или галиев арсенофосфид. Този тип диоди се характеризират с висока ефективност, дълъг живот и висока стойност на осветеност. Много от тях се отличават и с ниска консумация на енергия, макар че например диодите COB (Chip on Board) са изключение в това отношение. Приложенията включват сигнализация, например на наличие на захранване или работа на устройството, специално осветление за магазини или улично осветление и много други. Изборът трябва да се ръководи от основните параметри на диодите - ефективност на светене, мощност или максимален ток. Ключово значение има номиналният ток. Също така си струва да се има предвид цвета на диода или метода на монтаж.
Светодиодите са все по-често срещан източник на светлина, който се използва, между другото за сигнализация, например под формата на контролни лампи, като отделни пиксели в различни видове дисплеи, но също и като източници на светлина, които заменят традиционните крушки или халогенни светлини, дори заменяйки стандартното автомобилно осветление, включително т.нар. ксенони. Това се дължи главно на тяхната висока издръжливост и ниска консумация на енергия, но също така и на висока ефективност, ниско захранващо напрежение, ниски загуби на енергия и малки размери при висока стойност на яркостта.
Конструкция на led диода
Действието на светодиодите, както подсказва името, се основава на явлението луминесценция. За разлика от обикновените крушки с нажежаема жичка, където светенето предизвиква нагряване до висока температура, при светодиодите енергията на електрическия ток се преобразува директно в светлина, а всъщност в енергия под формата на кванти на електромагнитно излъчване. В допълнение към видимата светлина с различни цветове, LED диодите могат да излъчват инфрачервено или ултравиолетово лъчение. Светодиодите излъчват електромагнитно излъчване в тесен диапазон на дължината на вълната, което означава, че те светят с един определен цвят. Цветът на светлината на диода зависи от вида на полупроводника и по-конкретно от полупроводниковия материал, който е бил използван за изграждане на неговия преход.
Бялата светлина е сумата от всички цветове, видими от човешкото око, сумирани заедно, така че изграждането на диод, който свети със светлина от този цвят, изисква специални решения. Едно от тях е поставянето в един корпус на три диода: червен, зелен и син, което с подходящо подбран интензитет на светлината на всеки от тях позволява да се получи бял цвят. Недостатъкът на това решение е високата цена, докато предимството на този тип светодиоди е високата светлинна ефективност. Друго решение използва диоди, излъчващи ултравиолетова светлина, и луминофор, който при възбуждане от този тип светлина свети с бяла светлина. Това решение е по-евтино, но диодите, използващи описания феномен, имат по-ниска ефективност. Проблемът в този случай е също така пълното елиминиране на вредното за здравето UV лъчение. Последният метод се състои в използването на син диод и жълт луминофор. Луминофорът се възбужда от LED лъчение и излъчва светлина с различна дължина на вълната (жълта светлина). Размерът на лъчението от светодиода и от луминофора определя цвета на светлината, която хората възприемат. По този начин може да се получи топла или студена светлина, а това зависи от конкретния вид на използвания луминофор.
Избор на LED диода
Диодите могат да бъдат имат много различни корпуси и са достъпни както за повърхностен (SMD), така и за монтаж през отвори (THT). Първият от тези методи се използва широко основно в електрониката с малки размери, но не само. Примерите включват сигнални диоди, монтирани на развойни печатни платки за разработка на микроконтролери, диоди за уведомяване в смартфони и сигнални диоди в различни домакински уреди и дори в промишлени устройства.
Свързване на LED диодите, напрежение в права посока и захранване
Има няколко аспекта, на които трябва да обърнете внимание, когато свързвате светодиоди. Един от най-важните е ограничаването на тока, който ще тече през диода, което е от решаващо значение да не се прегрява и да не изгори. Това може да стане с последователно свързан резистор, чиято стойност на съпротивлението трябва да бъде избрана в зависимост от захранващото напрежение и тока, който трябва да тече през диода. Това може да се изчисли с помощта на закона на Ом, според който токът, протичащ през проводника, е пропорционален на напрежението между краищата му и обратно пропорционален на съпротивлението на този проводник. Записвайки го като математическа формула, получаваме R = U/I, захранващото напрежение минус пада на напрежението на диода във волтове [V], и I - избраната стойност на тока в ампери [A]. R е стойността на съпротивлението, търсена за резистора, изразена в Ом [Ω]. Колкото по-висока е стойността на тока, протичащ през диода, толкова по-интензивно ще свети той. Тази зависимост е до голяма степен линейна, но трябва да се вземе предвид стойността на номиналния ток на диода, която не трябва да се превишава. Това може да го повреди трайно, тъй като върху него се натрупва твърде много топлина. Ако потребителят възнамерява да използва по-голям брой диоди, свързани последователно, струва си да се запознае с темата за захранването на такива системи от източник на постоянен ток, например под формата на подходящо захранващо устройство. Това позволява през всички диоди да тече ток със същата стойност, която няма да се промени дори в случай на късо съединение на един или повече от тях. Този вид решение се използва, между другото във все по-популярните LED ленти, използвани като осветление или интериорна декорация.
Мощност на led диода
В зависимост от приложението и очакванията, трябва да се избере и мощността на диода, чиято единица е ват [W] и неговата яркост, която е дадена в лумени [lm] или кандели [cd]. Диодите, служещи например за сигнализация, няма да се нуждаят от висока мощност и яркост, но най-мощните светодиоди за осветителни приложения, например във фенерчета или като осветление на стаята, ще трябва да имат много по-високи параметри.
Електролуминесцентни LED диоди
Разбира се, когато избирате светодиод, също си струва да обърнете внимание на неговия корпус, размери или ъгъл на светене, който може да бъде много тесен, например 10°, но и много широк, достигащ дори 175°. Понякога цветът на лещата на LED диода също може да бъде важен. В този случай е най-добре да обърнете внимание на дължината на излъчваната вълна.
LED диоди в офертата на TME
Магазинът на едро TME притежава в офертата си LED диоди с широк обхват от видове и параметри. В филтрите на търсачката можете да изберете типа диод, цвят на светене, работно напрежение или максимален ток на захранване (от 1 mA до дори 6000 mA). TME предлага както отделни компоненти, така и готови източници на светлина под формата на ленти, летви и модули. При избора си струва да проверите и версия за монтаж - THT или SMD.
Склад:
