Come evitare che il LED si bruci?: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Prima di dire come evitare che il LED si bruci, dobbiamo dire che cos'è il LED.

LED sta per diodo a emissione di luce, è un dispositivo a semiconduttore che emette luce visibile di un certo colore quando la corrente lo attraversa ed è fondamentalmente diverso dalle sorgenti luminose convenzionali come le lampade a incandescenza, fluorescenti ea scarica di gas. È costituito da uno strato molto sottile di materiale semiconduttore abbastanza pesantemente drogato.

Passaggio 1: storia del LED

Semiconduttori

I semiconduttori sono i materiali che hanno una conduttività tra conduttori e isolanti come il germanio o il silicio.

I fori (sono i portatori di carica elettrica caricati positivamente) e gli elettroni (sono le particelle caricate negativamente) sono i tipi di portatori di carica responsabili del flusso di corrente nei semiconduttori.

Tipi di semiconduttori

1. Un materiale semiconduttore intrinseco è costituito da un solo tipo di elemento come il silicio.
2. Un semiconduttore estrinseco è un semiconduttore drogato da una specifica impurezza (semiconduttore impuro) in grado di modificarne le proprietà elettriche. Il processo di aggiunta di atomi di impurità al semiconduttore puro è chiamato drogaggio.

Semiconduttore estrinseco

I semiconduttori estrinseci possono essere ulteriormente classificati in:

• Semiconduttore di tipo N: quando un semiconduttore puro come (Silicio) viene drogato con un'impurezza pentavalente (P, As). Gli elettroni nel semiconduttore di tipo n sono portatori di maggioranza e le lacune sono portatori di minoranza.
• Semiconduttore di tipo P: quando un semiconduttore puro come (silicio) viene drogato con un'impurezza trivalente (B, Al). I fori nel semiconduttore di tipo p sono portatori di maggioranza e gli elettroni sono portatori di minoranza.

Giunzione P-N

Una giunzione p-n è un confine tra il semiconduttore di tipo p (ha un eccesso di lacune) e il semiconduttore di tipo n (ha un eccesso di elettroni). La regione di esaurimento agisce come un muro tra il tipo p e il tipo n e impedisce un ulteriore flusso di elettroni e lacune liberi.

Diodo

Il diodo a semiconduttore è una delle applicazioni dei semiconduttori, è un dispositivo a due terminali costituito da una giunzione p-n e contatti metallici alle due estremità e ha una bassa resistenza al flusso di corrente in una direzione.

Il LED è una delle applicazioni del diodo a semiconduttore

Per ulteriori informazioni, visita il nostro articolo sui semiconduttori.

Passaggio 2: resistori di limitazione della corrente LED

Come evitare che il LED si bruci?

Il collegamento di un LED direttamente a una fonte di alimentazione può causare la bruciatura di un LED. Dobbiamo collegare un resistore in serie tra led e sorgente di tensione, questo resistore chiamato resistore ballast e il resistore ballast viene utilizzato per limitare la corrente attraverso il LED e per evitare che si bruci.

Se la sorgente di tensione è uguale alla caduta di tensione del LED, non è necessaria alcuna resistenza.

La resistenza del resistore di zavorra è facile da calcolare con la legge di Ohm e le leggi del circuito di Kirchhoff. La tensione nominale del LED viene sottratta dalla sorgente di tensione e quindi divisa per la corrente di funzionamento del LED desiderata.

Fase 3: Analisi (Circuito LED Con Resistenza 1 Ohm)

Quando colleghiamo un resistore di valore pari a 1 ohm in serie tra led e sorgente di tensione, notiamo che la corrente scorre in un circuito con valore pari a 808 mA (questo valore è troppo grande, può causare l'accensione di un LED e l'assoluta la corrente massima attraverso il LED è 20 mA).

Dobbiamo ridurre il valore della corrente che scorre in un circuito e la tensione del LED modificando il valore della resistenza fino a raggiungere il valore della resistenza che fa circolare una corrente in un circuito di 20 mA.

Passaggio 4: analisi (modifica del valore di resistenza)

Quando cambiamo il valore della resistenza da 1 ohm a 200 ohm, notiamo: La corrente che scorre in un circuito è 33,8 mA. La tensione ai capi del led è 2,18 V

Dobbiamo aumentare il valore della resistenza fino a raggiungere il valore della resistenza che fa una corrente che scorre in un circuito 20 mA.

Quando cambiamo il valore della resistenza da 200 ohm a 300 ohm, notiamo: La corrente che scorre in un circuito è 22,9 mA. La tensione ai capi del led è 2,10 V

Quando cambiamo il valore della resistenza da 300 ohm a 345 ohm, notiamo: La corrente che scorre in un circuito è 20.0 mA. La tensione ai capi del led è 2,08 V

Ora conosciamo il limite di un resistore di zavorra (R>=345 Ohm) di cui abbiamo bisogno per limitare la corrente attraverso il LED ed evitare che si bruci.

Passaggio 5: animazioni del circuito

notiamo dalle animazioni del circuito che

quando aumentiamo il valore di un resistore ballast, la velocità della corrente diminuisce perché viene utilizzato un resistore ballast per limitare la corrente attraverso il LED e per evitare che si bruci.

Grazie per aver letto.