LED-ek
(20 551)A LED-ek működési elve
A p-n átmenet a félvezető diódák alapeleme. Gyakorlatilag nulla ellenállás jellemzi, ha nyitóirányban előfeszített - feltéve, hogy a diffúziós feszültségnek nevezett feszültség kis értékét túllépi. A p-n átmenet fordított előfeszítése esetén szinte végtelenül nagy ellenállást mutat, és a fordított előfeszítésű átmeneten átfolyó szivárgási áramot fordított áramnak vagy sodródási áramnak nevezik. A p-n átmenet ismertetett tulajdonságát aszimmetrikus áramvezetésnek nevezzük. Ezen alkatrészek minden típusa közül az egyik leggyakoribb a fénykibocsátó dióda, más néven LED.
A LED-ek jellegzetességei
A fénykibocsátó dióda (LED) egy félvezető optoelektronikus fénykibocsátó eszköz, amelyet széles körben használnak az elektronikában. A LED pn-átmenetet tartalmaz, amely két különböző vezetőképességű félvezető (p-katód, n-anód) érintkezése. A LED-ek infravörös, látható vagy UV fényt bocsátanak ki, amikor elektrolumineszcencia hatására elektromos árammal töltik őket. Ez a jelenség az elektronok és elektronlyukak rekombinációján alapul, amelynek eredményeként az energia fotonok formájában szabadul fel (elektrolumineszcencia). A fény színe a félvezető anyagától függ. Ez lehet többek között gallium-arzenid, gallium-foszfid vagy gallium-arzenofoszfid. Ezt a típusú LED-et nagy hatékonyság, hosszú élettartam és nagy fényerő jellemzi. Sokukat alacsony energiafogyasztásuk is megkülönbözteti, bár a COB (Chip on Board) LED-ek ebből a szempontból kivételt képeznek. Az alkalmazások közé tartozik a jelzés, például áramellátáskor vagy egy eszköz működésénél, speciális világítás üzletekhez vagy utcai világításhoz és még sok más. A kiválasztásnak a LED-ek fő paraméterein kell alapulnia - fényerő, teljesítmény vagy maximális áram. A kulcs a névleges áram. Érdemes figyelembe venni a LED színét vagy a rögzítési módot is.A LED-ek használata. A LED-ek egyre elterjedtebb fényforrások, amelyeket többek között jelzésre használnak, például ellenőrző lámpák formájában, különböző típusú kijelzőkben, de fényforrásként is, amelyek helyettesítik a hagyományos izzókat, halogénlámpákat vagy szabványos autóvilágítást, beleértve az úgynevezett xenonokat is. Ez elsősorban nagy tartósságuknak és alacsony energiafogyasztásuknak köszönhető, de a nagy hatékonyságnak, az alacsony tápfeszültségnek, alacsony energiaveszteségnek és a kis méreteknek, magas fényerő-értékeknek is köszönhető.
A fénykibocsátó dióda (LED) felépítése.
A fénykibocsátó diódák, ahogy a neve is sugallja, a lumineszcencia jelenségén alapulnak. A normál izzólámpákkal ellentétben, amelyek magas hőmérsékletre felmelegített huzalszállal izzanak, a LED-ek esetében az elektromos energia közvetlenül átalakul fényenergiává (elektromágneses sugárzási kvantumok). A LED-ek a különböző színű látható fény mellett infravörös vagy ultraibolya sugárzást is kibocsáthatnak. A specifikus LED-ek keskeny hullámhossztartományban bocsátanak ki fényt, ami azt jelenti, hogy egy meghatározott színen világítanak. A dióda fényének színe a félvezető típusától, pontosabban a félvezető átmenet anyagától függ.Tekintettel arra, hogy a fehér fény az összes látható hullámhossz összege, a fehér LED elkészítése különleges megoldásokat igényel. Az egyik típus három: piros, zöld és kék LED-et helyez el egy csomagban, amelyek mindegyike megfelelően kiválasztott fényintenzitásával lehetővé teszik a fehér szín elérését. Ennek a megoldásnak a hátránya a magas ár, míg az ilyen típusú LED-ek előnye a magas fényhatás. Egy másik megoldás ultraibolya fényt kibocsátó LED-eket és foszfort használ, amelyek fehér fényt bocsátanak ki, amikor az UV LED gerjeszti a foszfort. Ez a megoldás olcsóbb, de ezt jelenséget használó LED-ek alacsonyabb hatásfokúak. A probléma ebben az esetben a káros UV-sugárzás teljes megszüntetése is. Az utolsó módszer a kék LED és a sárga foszfor kombinálása. A foszfort az UV LED gerjeszti, és különböző hullámhosszú fényt bocsát ki (sárga fény). A foszfor aránya határozza meg az érzékelt színt. Ily módon meleg vagy hideg fény érhető el, a használt foszfor típusától függően.
A LED kiválasztása
A LED-ek sokféle házban kaphatók, felület- és furatszerelt változatban is elérhetők. Az előbbit széles körben használják elsősorban a kis méretű elektronikában, de nem kizárólagosan. Ilyenek például a mikrokontrollerek fejlesztőpaneljeire szerelt jelzőlámpák, az okostelefonok értesítési lámpái és a különféle háztartási készülékek, sőt ipari berendezések jelzőfényei.
LED csatlakozás vs nyitóirányú feszültség és tápegység.
A LED-ek áramkörhöz való csatlakoztatásakor több szempontot kell figyelembe venni. Az egyik legfontosabb a LED-en keresztül áramló áram korlátozása, ami elengedhetetlen a túlmelegedés és a kiégés elkerülése érdekében. Ezt sorba kapcsolt ellenállással lehet elvégezni, amelynek ellenállási értékét a tápfeszültség és a diódán átáramló áram szerint kell megválasztani. Ezt az Ohm-törvény segítségével lehet kiszámítani, amely kimondja, hogy a vezetőn átáramló áram arányos a végei közötti feszültséggel, és fordítottan arányos a vezető ellenállásával. Ezt a következő matematikai képlet segítségével fejezhetjük ki: R = U / I, a tápfeszültség mínusz a LED-en keresztüli feszültségcsökkenés, voltban [V],és I - a kiválasztott áram amperben [A]. R az ellenállás ellenállásának előírt értéke ohmban [Ω]. Minél nagyobb a LED-en átáramló áram értéke, annál intenzívebben fog világítani. Ez az összefüggés nagy áramtartományban lineáris, de a LED áramerősségét nem szabad túllépni. Ez a túlzott hőfelhelmozódás véglegesen károsíthatja azt. Ha a felhasználó nagyobb számú, sorba kapcsolt LED-eket kíván használni, érdemes megismerkedni azzal a témával, hogy az ilyen áramköröket állandó áramforrással táplálja, például megfelelő tápegység formájában. Így ugyanaz az áram folyik át az összes LED-en; ez még akkor sem változik, ha egy vagy több esetben rövidzárlat lép fel. Ezt a megoldást használják többek között az egyre népszerűbb LED-szalagok esetében, amelyeket világításként vagy beltéri dekorációként használnak.
LED teljesítmény
Az alkalmazástól és az elvárásoktól függően általában a LED teljesítményét (wattban [W]) és fényerejét (lumenben [lm] vagy kandellában [cd]) szükséges kiválasztani. A pl. vezérlőként használt LED-eknek nem lesz szükségük nagy teljesítményre és fényerőre, de a legerősebb LED-ek esetében a világítási alkalmazásokhoz, pl. zseblámpákhoz vagy helyiségvilágításhoz magasabb paraméterekre van szükség.
Fénykibocsátó diódák (LED-ek)
Természetesen a fénykibocsátó dióda kiválasztásakor érdemes figyelni a házra, méretekre vagy a sugárzási szögre is, ami lehet nagyon szűk, pl. 10°, de nagyon széles is, elérve az akár 175°-ot is. Néha a LED lencse színe is fontos lehet. Ebben az esetben a legjobb a kibocsátott hullámhosszra figyelni.
LED-ek a TME kínálatában
A TME a LED-ek széles választékát kínálja a paraméterek széles skálájával. A keresési szűrőkben kiválaszthatja a LED típusát, a fény színét, az üzemi feszültséget vagy a maximális tápáramot (1 mA és akár 6000 mA között). A TME külön alkatrészeket és kész fényforrásokat is kínál szalagok, sorok és modulok formájában. A választáskor érdemes ellenőrizni a szerelési változatot is - THT vagy SMD.
Raktár:
