Распиновка светодиодов
Правильное подключение светодиода: схема включения, распиновка
На чтение 12 мин Просмотров 3.9к. Опубликовано Обновлено
Содержание
- Немного теории
- Распиновка светодиода
- Схема включения светодиода
- Последовательное соединение
- Параллельное соединение
- Смешанное
- Подключение светоизлучающего диода к сети 220 В
- Как запитать диоды от блока питания
- Особенности подключения RGB и COB светодиодов
- Подключение светодиодов типа COB
В нашей жизни светодиоды уверенно теснят из светотехники другие источники искусственного света. Но если лампы накаливания можно включать прямо к источнику электропитания, то подключение светодиода и разрядных ламп требует особых мер.
При этом подключение единичного светодиода проблем не вызывает. А включить от нескольких единиц до сотен – не так просто, как кажется.
Немного теории
Для нормальной работы светодиода требуется постоянное напряжение или ток. Они должны быть:
- Постоянными по направлению. Т. е. ток в цепи светодиода при приложении напряжения должен течь от «+» источника напряжения к его «–».
- Стабильными, т. е. постоянными по величине, в течение времени работы диода.
- Не пульсирующими – после выпрямления и стабилизации величины постоянных напряжения или тока не должны периодически изменяться.
Схема формы напряжения на выходе двухполупериодного выпрямителя при фильтрации электролитическим конденсатором (на схеме черный и белый прямоугольники с маркировкой «+»). Пунктир – напряжение на выходе выпрямителя. Конденсатор заряжается до амплитуды полуволны и постепенно разряжается на сопротивлении нагрузки. «Ступеньки» – это пульсации. Отношение амплитуд ступеньки и полуволны в процентах – это коэффициент пульсации.
Для светодиодов вначале использовали имевшиеся источники напряжения – 5, 9, 12 В. А рабочее напряжение p-n перехода от 1,9-2,4 до 3,7-4,4 В. Поэтому включение диода напрямую – это почти всегда его физическое сгорание от перегрева большим током. Ток нужно ограничивать токоограничивающим резистором, тратя энергию на его нагрев.
Светодиоды можно включать последовательно по несколько штук. Тогда, собрав из них цепочку, можно по сумме их прямых напряжений дойти почти до напряжения источника питания. А оставшуюся разницу «погасить», рассеяв ее в виде тепла на резисторе.
Распиновка светодиода
Полярность светодиода – анод или плюс и катод – минус определить легко по картинкам:
У цилиндрических корпусов катод обозначен срезом на боковой части, у анода вывод длиннее, а у катода – короче.Катод у SMD светодиодов обозначен срезом на корпусе.В матрицах мощных COB светодиодов «+» и «-» выдавлены на контактных площадках для пайки.Схема включения светодиода
Светодиод питают постоянным напряжением.
Но особенности нелинейной зависимости его внутреннего сопротивления требуют держать рабочий ток в узких пределах. При токе меньше номинального уменьшается световой поток, а при большем – кристалл перегревается, яркость свечения растет, а «жизнь» сокращается. Простейший способ ее продлить– ограничить ток через кристалл включая токоограничивающий резистор. У мощных светодиодов это экономически невыгодно, потому их питают постоянным током от специсточника стабильного тока – драйвера.
Последовательное соединение
Светодиод – это довольно сложный светотехнический прибор. Работает он от вторичного источника постоянного напряжения. При мощности более 0,2-0,5 Вт в большинстве светодиодных устройств используют источники тока. Их не совсем корректно, на американский манер, называют драйверами. При последовательном включении диодов часто используют источники питания с напряжением 9, 12, 24 и даже 48 В. В этом случае выстраивают последовательную цепочку, в которой может быть от 3-6 до нескольких десятков элементов.
При последовательном соединении в цепочке анод первого светодиода включают через токоограничивающий резистор к «+» источника питания, а катод – к аноду второго. И так соединяется вся цепочка.
Схема последовательно- параллельного соединения трех последовательных групп светодиодов в цепочки из трех ЛЕД-элементов. В каждой цепочке слева стоит токоограничивающий резистор. Он «гасит» избыток суммы прямых напряжений диодов.Например, красные светодиоды имеют прямое рабочее напряжение от 1,6 до 3,03 В. При Uпр. = 2,1 В одного светодиода на резисторе при напряжении источника 12 В будет напряжение 5,7 В:
12 В — 3×2,1 В = 12 — 6,3 = 5,7 В.
А уже 3 последовательные цепочки соединяют параллельно.
Таблица прямого напряжения на светодиоде от цвета его свечения.
| Цвет свечения | Напряжение рабочее, прямое, В | Длина волны, нм |
|---|---|---|
| Белый | 3,5 | Широкий спектр |
| Красный | 1,63–2,03 | 610-760 |
| Оранжевый | 2,03–2,1 | 590-610 |
| Желтый | 2,1–2,18 | 570-590 |
| Зеленый | 1,9–4,0 | 500-570 |
| Синий | 2,48–3,7 | 450-500 |
| Фиолетовый | 2,76–4 | 400-450 |
| Инфракрасный | до 1,9 | от 760 |
| Ультрафиолетовый | 3,1–4,4 | до 400 |
Свойства последовательного соединения:
- обрыв одного элемента приводит к выключению всех;
- закорачивание – перераспределяет его напряжение на все оставшиеся, на них увеличивается яркость свечения и ускоряется деградация.
Рекомендуем: Как узнать на сколько вольт светодиод
Параллельное соединение
В этой схеме подключения светодиодов все аноды соединяют между собой и с «+» источника питания, а катоды – с «-».
Такое соединение было на первых светодиодных гирляндах, линейках и лентах при питании от напряжения 3-5 В.
Это неправильное соединение. При неизбежном разбросе параметров токи через светодиоды будут разные. И светить они будут по-разному. И греться не одинаково. В результате перегревшийся перегорит, например, с обрывом цепи. Ток через остальные диоды D2, D3 увеличится и на них вырастет напряжение, потому что меньший суммарный ток через R1 даст на нем меньшее падение напряжения. Вторым сгорит тот диод, у которого будет меньшее внутреннее сопротивление p-n перехода.Если перегорание произойдет с замыканием p-n перехода, то всё напряжение батареи приложится к резистору R1. Он перегреется и сгорит.
Схема параллельного подключения светодиодов. Каждый светодиод правильно соединять последовательно с собственным токоограничивающим резистором.
Так может выглядеть реальная конструкция из шести параллельно соединенных светодиодов. На картинке:
- серые полоски – токоведущие шины, т. е. провода без изоляции;
- синие цилиндрики со скругленным торцом – цилиндрические светодиоды с линзой на торце;
- красные – резисторы для ограничения рабочего тока.
Неправильно будет подключать все диоды на один резистор. Из-за разброса характеристик светодиодов, даже в одной партии могущего достигнуть от 50 до 200% и более, через диоды может протекать ток, который будет различаться в разы. Поэтому и светиться, и нагружаться они будут также по-разному. Позднее наиболее нагруженный, светящийся ярче других, перегорит или деградирует до почти полного затухания, потеряв 70-90% светового потока. Или сменит оттенок свечения с белого на желтый.
Читайте также
Основы параллельного и последовательного подключения светодиодов
Смешанное
Комбинированное или смешанное подключение применяют при создании светодиодных матриц, состоящих из многих десятков или сотен элементов или бескорпусных кристаллов.
Самые известные из них – это COB-матрицы.
Питающее напряжение и рабочий ток при комбинированном включении будут меньше номинальных рабочих. Только при таком условии матрица будет более-менее долго работать. На номинальном токе быстро выгорит самое слабое звено и начнется постепенное выгорание остальных. Оно закончится обрывами в последовательных цепочках и закорачиванием параллельных.
Подключение светоизлучающего диода к сети 220 В
Если запитать светодиод прямо от 220 В с ограничением его тока, то светить он будет при положительной полуволне и гаснуть при отрицательной. Но это только в том случае, когда обратное напряжение p-n перехода будет много больше 220 В. Обычно это в районе 380-400 В.
Второй способ включения– через гасящий конденсатор.
Сетевое напряжение подают на «мост» на диодах VD1-VD4. Конденсатор С1 «погасит» около 215-217 В. Остаток выпрямится. После фильтрации конденсатором С2 постоянное напряжение подают на светодиод. Не забудьте об ограничении тока через диод резистором.Еще одна схема подключения – с однополупериодным выпрямителем на диоде и с ограничивающим резистором, величиной 30 кОм.
Подробная информация о подключении светодиода к сети 220 В описана тут.
Как запитать диоды от блока питания
Самые популярные бестрансформаторные импульсные блоки питания (БП) дают 12 В с защитами по току, к.з., перегреву и пр.
Поэтому светодиоды соединяют последовательно и ограничивают их ток обычным резистором. В цепочку включают 3 или 6 диодов. Их количество определяется прямым напряжением диода. Их сумма для токоограничения должна быть меньше выходного напряжения БП на 0,5-1 В.
Читайте также
Подключение светодиода к 12 вольтам
Особенности подключения RGB и COB светодиодов
Светодиоды с аббревиатурой RGB – это полихромные или многоцветные излучатели света разных цветов.
Большинство из них собираются из трех светодиодных кристаллов, каждый из которых излучает свой цвет. Такая сборка называется цветовая триада.
Подключение RGB-светодиода производят так же, как и обычных светодиодов. В каждом корпусе такого многоцветного источника света располагаются по одному кристаллу: Red – красный, Green – зеленый и Blue – синий. Каждому светодиоду соответствует свое рабочее напряжение:
- синему – от 2,5 до 3,7 В;
- зеленому – от 2,2 до 3,5 В;
- красному – от 1,6 до 2,03 В.
Кристаллы могут быть соединены между собой по-разному:
- с общим катодом, т. е. три катода соединены между собой и с общим выводом на корпусе, а аноды – каждый имеет свой вывод;
- с общим анодом – соответственно для всех анодов вывод общий, а катоды – индивидуальные;
- независимая цоколевка – каждый анод и катод имеет собственный вывод.
Поэтому номиналы токоограничивающих резисторов будут разными.
Соединение кристаллов RGB-светодиода по схеме с общим катодом.
Соединение «с общим анодом».В обоих случаях корпус диода имеет по 4 проволочных вывода, контактных площадок в SMD-светодиодах или штырька в корпусе «пиранья».
В случае с независимыми светодиодами выводов будет 6.
В корпусе SMD 5050 кристаллы-светодиоды располагают так:
В корпусе многоцветного 3 независимых кристалла зелёного, красного и синего цвета. Поэтому при расчёте номиналов резисторов помните – каждому цвету соответствует свое напряжение диода.Подключение светодиодов типа COB
Аббревиатура COB – это первые буквы английского словосочетания chip-on-board. По-русски это будет – элемент или кристалл на плате.
Кристаллы клеят или паяют на теплопроводящую подложку из сапфира или кремния. После проверки правильности электрических соединений, кристаллы заливают желтым люминофором.
Светодиоды типа COB – это матричные конструкции, состоящие из десятков или сотен кристаллов, которые соединены группами с комбинированным включением полупроводниковых p-n-переходов.
Группы – это последовательные цепочки светодиодов, количество которых соответствует напряжению питания светодиодной матрицы. Например, при 9 В это 3 кристалла, 12 В – 4.
Читайте также
Как подключить светодиод к плате Arduino
Цепочки с последовательным включением соединяют параллельно. Таким образом набирают требуемую мощность матрицы. Кристаллы синего свечения заливают желтым люминофором. Он переизлучает синий свет в желтый, получая белый.
Качество света, т. е. цветопередачу регулируют в процессе производства составом люминофора. Одно- и двухкомпонентный люминофор дает невысокое качество, т. к. имеет в спектре 2-3 линии излучения. Трех- и пятикомпонентный – вполне приемлемую цветопередачу. Она может быть до 85-90 Ra и даже выше.
Подключение этого вида излучателей света не вызывает проблем. Их включают как обычный мощный светодиод, питаемый источником тока стандартного номинала. Например, 150, 300, 700 мА. Производитель СОВ-матриц рекомендует выбирать источники тока с запасом.
Он поможет при запуске светильника с COB-матрицей в эксплуатацию.
Схемы подключения светодиодов к 220В и 12В
Рассмотрим способы включения лед диодов средней мощности к наиболее популярным номиналам 5В, 12 вольт, 220В. Затем их можно использовать при изготовлении цветомузыкальных устройств, индикаторов уровня сигнала, плавное включение и выключение. Давно собираюсь сделать плавный искусственный рассвет , чтобы соблюдать распорядок дня. К тому же эмуляция рассвета позволяет просыпаться гораздо лучше и легче.
Про подключение светодиодов к 12 и 220В читайте в предыдущей статье, рассмотрены все способы от сложных до простых, от дорогих до дешёвых.
Содержание
- 1. Типы схем
- 2. Обозначение на схеме
- 3. Подключение светодиода к сети 220в, схема
- 4. Подключение к постоянному напряжению
- 5. Самый простой низковольтный драйвер
- 6. Драйвера с питанием от 5В до 30В
- 7. Включение 1 диода
- 8. Параллельное подключение
- 9.
Последовательное подключение - 10. Подключение RGB LED
- 11. Включение COB диодов
- 12. Подключение SMD5050 на 3 кристалла
- 13. Светодиодная лента 12В SMD5630
- 14. Светодиодная лента RGB 12В SMD5050
Типы схем
Схема подключения светодиодов бывает двух типов, которые зависят от источника питания:
- светодиодный драйвер со стабилизированным током;
- блок питания со стабилизированным напряжением.
В первом варианте применяется специализированный источник, который имеет определенный стабилизированный ток, например 300мА. Количество подключаемых LED диодов ограничено только его мощностью. Резистор (сопротивление) не требуется.
Во втором варианте стабильно только напряжение. Диод имеет очень малое внутреннее сопротивление, если его включить без ограничения Ампер, то он сгорит. Для включения необходимо использовать токоограничивающий резистор.
Расчет резистора для светодиода можно сделать на специальном калькуляторе.
Калькулятор учитывает 4 параметра:
- снижение напряжения на одном LED;
- номинальный рабочий ток;
- количество LED в цепи;
- количество вольт на выходе блока питания.
Разница кристаллов
Если вы используете недорогие LED элементы китайского производства, то скорее всего у них будет большой разброс параметров. Поэтому реальное значение Ампер цепи будет отличатся и потребуется корректировка установленного сопротивления. Чтобы проверить насколько велик разброс параметров, необходимо включить все последовательно. Подключаем питание светодиодов и затем понижаем напряжение до тех пор, когда они будут едва светиться. Если характеристики отличаются сильно, то часть LED будет работать ярко, часть тускло.
Это приводит к тому, что на некоторых элементах электрической цепи мощность будет выше, из-за этого они будут сильнее нагружены. Так же будет повышенный нагрев, усиленная деградация, ниже надежность.
Обозначение на схеме
Для обозначения на схеме используется две вышеуказанные пиктограммы. Две параллельные стрелочки указывают, что светит очень сильно, количество зайчиков в глазах не сосчитать.
Подключение светодиода к сети 220в, схема
Для подключения к сети 220 вольт используется драйвер, который является источником стабилизированного тока.
Схема драйвера для светодиодов бывает двух видов:
- простая на гасящем конденсаторе;
- полноценная с использованием микросхем стабилизатора;
Собрать драйвер на конденсаторе очень просто, требуется минимум деталей и времени. Напряжение 220В снижается за счёт высоковольтного конденсатора, которое затем выпрямляется и немного стабилизируется. Она используется в дешевых светодиодных лампах. Основным недостатком является высокой уровень пульсаций света, который плохо действует на здоровье. Но это индивидуально, некоторые этого вообще не замечают. Так же схему сложно рассчитывать из-за разброса характеристик электронных компонентов.
Полноценная схема с использованием специализированных микросхем обеспечивает лучшую стабильность на выходе драйвера. Если драйвер хорошо справляется с нагрузкой, то коэффициент пульсаций будет не выше 10%, а в идеале 0%. Чтобы не делать драйвер своими руками, можно взять из неисправной лампочки или светильника, если проблема у них была не с питанием.
Если у вас есть более менее подходящий стабилизатор, но сила тока меньше или больше, то её можно подкорректировать с минимум усилий. Найдите технические характеристики на микросхему из драйвера. Чаще всего количество Ампер на выходе задаётся резистором или несколькими резисторами, находящимися рядом с микросхемой. Добавив к ним еще сопротивление или убрав один из них можно получить необходимую силу тока. Единственное нельзя превышать указанную мощность.
Подключение к постоянному напряжению
..Далее будут рассмотрены схемы подключения светодиодов к постоянному напряжению. Наверняка у вас дома найдутся блоки питания со стабилизированный полярным напряжением на выходе.
Несколько примеров:
- 3,7В – аккумуляторы от телефонов;
- 5В – зарядные устройства с USB;
- 12В – автомобиль, прикуриватель, бытовая электроника, компьютер;
- 19В – блоки от ноутбуков, нетбуков, моноблоков.
Самый простой низковольтный драйвер
Простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов состоит из линейной микросхемы LM317 или его аналогов. На выходе таких стабилизаторов может быть от 0,1А до 5А. Основные недостатки это невысокий КПД и сильный нагрев. Но это компенсируется максимальной простотой изготовления.
Входное до 37В, до 1,5 Ампера для корпуса указанного на картинке.
Для рассчёта сопротивления, задающего рабочий ток используйте калькулятор стабилизатор тока на LM317 для светодиодов.
Драйвера с питанием от 5В до 30В
Если у вас есть подходящий источник питания от какой либо бытовой техники, то для включения лучше использовать низковольтный драйвер. Они бывают повышающие и понижающие. Повышающий даже из 1,5В сделает 5В, чтобы светодиодная цепь работала.
Понижающий из 10В-30В сделает более низкое, например 15В.
В большом ассортименте они продаются у китайцев, низковольтный драйвер отличается двумя регуляторами от простого стабилизатора Вольт.
Реальная мощность такого стабилизатора будет ниже, чем указал китаец. У параметрах модуля пишут характеристику микросхемы и не всей конструкции. Если стоит большой радиатор, то такой модуль потянет 70% — 80% от обещанного. Если радиатора нет, то 25% — 35%.
Особенно популярны модели на LM2596, которые уже прилично устарели из-за низкого КПД. Еще они сильно греются, поэтому без системы охлаждения не держат более 1 Ампера.
Более эффективны XL4015, XL4005, КПД гораздо выше. Без радиатора охлаждения выдерживают до 2,5А. Есть совсем миниатюрные модели на MP1584 размером 22мм на 17мм.
Включение 1 диода
Чаще всего используются 12 вольт, 220 вольт и 5В. Таким образом делается маломощная светодиодная подсветка настенных выключателей на 220В. В заводских стандартных выключателях чаще всего ставится неоновая лампа.
Параллельное подключение
При параллельном соединении желательно на каждую последовательную цепь диодов использовать отдельный резистор, чтобы получить максимальную надежность. Другой вариант, это ставить одно мощное сопротивление на несколько LED. Но при выходе одного LED из строя увеличится ток на других оставшихся. На целых будет выше номинального или заданного, что значительно сократит ресурс и увеличит нагрев.
Рациональность применений каждого способа рассчитывают исходя из требований к изделию.
Последовательное подключение
Последовательное подключение при питании от 220в используют в филаментных диодах и светодиодных лентах на 220 вольт. В длинной цепочке из 60-70 LED на каждом падает 3В, что и позволяет подсоединять напрямую к высокому напряжению. Дополнительно используется только выпрямитель тока, для получения плюса и минуса.
Такое соединение применяют в любой светотехнике:
- светодиодные лампах для дома;
- led светильники;
- новогодние гирлянды на 220В;
- светодиодные ленты на 220.
В лампах для дома обычно используется до 20 LED включенных последовательно, напряжение на них получается около 60В. Максимальное количество используется в китайских лампочках кукурузах, от 30 до 120 штук LED. Кукурузы не имеют защитной колбы, поэтому электрические контакты на которых до 180В полностью открыты.
Соблюдайте осторожность, если видите длинную последовательную цепочку, к тому же на них не всегда есть заземление. Мой сосед схватил кукурузу голыми руками и потом рассказывал увлекательные стихи из нехороших слов.
Подключение RGB LED
Маломощные трёхцветные RGB светодиоды состоят из трёх независимых кристаллов, находящихся в одном корпусе. Если 3 кристалла (красный, зеленый, синий) включить одновременно, то получим белый свет.
Управление каждым цветом происходит независимо от других при помощи RGB контроллера. В блоке управления есть готовые программы и ручные режимы.
Включение COB диодов
Схемы подключения такие же, как у однокристальных и трехцветных светодиодов SMD5050, SMD 5630, SMD 5730.
Единственное отличие, вместо 1 диода включена последовательная цепь из нескольких кристаллов.
Мощные светодиодные матрицы имеют в своём составе множество кристаллов включенных последовательно и параллельно. Поэтому питание требуется от 9 до 40 вольт, зависит от мощности.
Подключение SMD5050 на 3 кристалла
От обычных диодов SMD5050 отличается тем, что состоит из 3 кристаллов белого света, поэтому имеет 6 ножек. То есть он равен трём SMD2835, сделанным на этих же кристаллах.
При параллельном включении с использованием одного резистора надежность будет ниже. Если один их кристаллов выходит из строя, то увеличивается сила тока через оставшиеся 2. Это приводит к ускоренному выгоранию оставшихся.
При использовании отдельного сопротивления для каждого кристалла, выше указанный недостаток устраняется. Но при этом в 3 раза возрастает количество используемых резисторов и схема подключения светодиода становится сложней. Поэтому оно не используется в светодиодных лентах и лампах.
Светодиодная лента 12В SMD5630
Наглядным примером подключения светодиода к 12 вольтам является светодиодная лента. Она состоит из секций по 3 диода и 1 резистора, включенных последовательно. Поэтому разрезать её можно только в указанных местах между этими секциями.
Светодиодная лента RGB 12В SMD5050
В RGB ленте используется три цвета, каждый управляется отдельно, для каждого цвета ставится резистор. Разрезать можно только по указанному месту, чтобы в каждой секции было по 3 SMD5050 и она могла подключатся к 12 вольт.
Распиновка светодиодов - 2, 3, 4 контакта и более
Большинство светодиодов представляют собой простые одиночные устройства с двумя выводами, но распространены пакеты с двумя или более светодиодами, и используются различные схемы разводки светодиодов.
Простая схема проверки светодиодов
Простая схема проверки светодиодов. «LUT» означает «тестируемый светодиод»! Большинство светодиодов загораются при напряжении менее 5 В и могут выдерживать обратное напряжение 5 В.
Питание 5 В доступно от источника питания USB или, например, от Arduino. Вы можете использовать более высокое напряжение, такое как 9V батареи и удвоить значение R1, но вы можете повредить чувствительные устройства при обратном напряжении.
Дополнительную информацию по этой теме см. в разделе «Тестирование неизвестных светодиодов».
Обратите внимание, что светодиоды обычно не имеют двух контактов одинаковой длины. Это по двум причинам:
- Это помогает идентифицировать контакты.
- Это помогает при сборке, так как штифты можно вставлять по одному, от самого длинного к самому короткому, без необходимости одновременного выравнивания всех штифтов.
Наиболее распространенным типом светодиода является 2-контактный 5 мм круглый объектив. Как правило, это один светодиод. Полярность обозначается длинным выводом (+/анод) или плоскостью на одной стороне основания (-/катод).
Типичный 2-контактный светодиод. Двухконтактный корпус может содержать один или два светодиода, расположенных «спина к спине».
Имейте в виду, что двухцветные светодиоды также продаются в этой упаковке. Некоторые из них двухцветные, поэтому изменение направления тока через них меняет цвет. Другие могут иметь оба светодиода одного цвета, и это может быть полезно в приложениях переменного тока, поскольку они могут работать в обоих циклах сети и устраняют необходимость в выпрямителе.
В техническом описании двухцветного светодиода указано, в какую сторону подключать, чтобы обеспечить правильный цвет.
3-контактный светодиод.Трехконтактный светодиод обычно представляет собой пару светодиодов разных цветов с общим анодом или общим катодом. Каждый из светодиодов может включаться независимо или смешиваться для создания комбинации.
Двухцветный 3-контактный светодиод с общим катодом. Популярный 4-контактный светодиод RGB позволяет генерировать цвета во всем видимом спектре. 4-контактный корпус чаще всего встречается на светодиодах RGB (красный-зеленый-синий). Доступны версии с общим катодом и общим анодом.
RGB с индивидуальным расположением выводов позволяет использовать конфигурацию с общим анодом, общим катодом, а также последовательное соединение светодиодов.
Когда количество пинов достигает шести, возможны всякие странные вариации. Разумнее всего вывести анод и катод каждого светодиода на отдельные контакты. Это позволяет использовать одну деталь для конфигураций с общим анодом, общим катодом и последовательных светодиодов.
Немного странный 6-контактный светодиод RB-GB имеет два отдельных 3-контактных светодиода в одном корпусе.
Этот пакет состоит из красно-синей пары и зелено-синей пары в одной упаковке. Обратите внимание на два независимых общих катода. Kingbright LF5WAEMBGMBW, 6-контактный светодиод RB-GB имеет два 3-контактных светодиода в одном корпусе. Оба имеют синий светодиод. Обратите внимание на подсказку ориентации длины штифта.Сегодня: 1513
Вчера: 831
На этой неделе: 23121
В этом месяце: 97797
Всего: 1131795
На данный момент онлайн: 113
Светодиод или светоизлучающий диод
admin 3 комментария светодиодная схема контактов, светоизлучающий диод, что такое светодиод, что означает светодиод
Привет друзья! С возвращением в ЭлектроДуино. Этот блог основан на светодиодах или светоизлучающих диодах — конструкция, принцип работы. Здесь мы обсудим, что такое светодиод, конфигурацию контактов светодиода, символ, принцип работы, цвет светодиода, вольт-амперные характеристики, преимущества, недостатки и применение.
Что такое светодиод?
Светодиод представляет собой двухконтактный полупроводниковый источник света, который излучает свет при протекании через него тока. Значение слова «светодиод» или полная форма светодиода — 9.0064 Светодиод . Светоизлучающий диод представляет собой особый тип диода с p-n переходом , который изготовлен из специального легированного полупроводникового материала типа .
Светодиод или светоизлучающий диод пропускает ток в прямом направлении и блокирует ток в обратном направлении. Когда ток течет в прямом направлении, светодиод высвобождает энергию в виде фотонов .
Светоизлучающий диод или схема контактов светодиода
Светодиод Состоит из двух клемм . Это один положительный или анодный , а другой отрицательный или катодный . Светодиод имеет три различных метода идентификации своих клемм.
- Длинная клемма светодиода является положительной или анодной (+) клеммой , а короткая клемма светодиода является отрицательной или катодной (-) клеммой .
- Попытаться найти плоскую кромку на внешнем корпусе светодиода. Вывод или штырь , ближайший к плоской кромке , является отрицательным или катодным выводом или штырем .
А другой - положительный или анодный вывод или штырь. - Если светодиод прозрачен, чтобы заглянуть внутрь. Итак, мы можем легко определить по лид-фрейму. Выводная рама наковальни соединена с выводом катода, а выводная рамка столба соединена с выводом анода.
Символ светоизлучающего диода или светодиода
Символ светоизлучающего диода аналогичен диод с p-n переходом , но имеет направленные наружу стрелки , что отличается от обозначения диода с p-n переходом.
Конструкция светодиода или светоизлучающего диода
Если мы попытаемся заглянуть внутрь 5-миллиметрового кристально чистого светодиода, мы увидим две выводные рамки, одна выводная рамка соединена с выводом катода, она известна как наковальня. выводная рамка, а другая выводная рамка подключена к анодному терминалу, она известна как выводная рамка стойки. Свинцовая рама наковальни удерживает отражающую чашку, которая удерживает полупроводниковый материал.
Полупроводниковая область N-типа расположена внизу, поэтому она соединена с выводом катода через выводную рамку Anvil. А вот полупроводниковая область P-типа находится вверху. Итак, есть только провод, который соединяет его с клеммой анода через выводную рамку стойки.
Весь этот механизм покрыт прозрачным корпусом из твердой и пластичной эпоксидной смолы в форме полусферы, который защищает светодиод от атмосферных помех, вибраций и теплового удара.
Конструкция светоизлучающего диода или светодиода очень проста для понимания, она производится путем нанесения трех слоев полупроводникового материала на подложку. Эти три слоя полупроводникового материала выполнены в трех разных областях. Верхний слой называется областью P-типа , средний слой называется активной областью , а последний или нижний слой называется областью N-типа . В области N-типа есть свободные выборы, в области P-типа есть дырки, а в активной области есть как свободные электроны, так и дырки.
Активная область также известна как область истощения.
При протекании тока в прямом направлении в светодиоде (светодиод смещен в прямом направлении) свободные электроны из полупроводника n-типа и дырки из полупроводника p-типа выталкиваются в активную область. Когда свободные электроны и дырки рекомбинируют с противоположными носителями заряда в активной области, происходит выделение энергии в виде невидимого или видимого света.
Работа светодиода
Принцип работыСветодиод работает как обычный диод. Он позволяет протекать току в прямом направлении (прямое смещение) и блокирует ток в обратном направлении (обратное смещение). Светодиоды могут излучать свет, когда они находятся в состоянии прямого смещения.
Когда анодная (положительная) клемма светодиода подключена к положительной клемме источника питания постоянного тока, а катодная (отрицательная) клемма подключена к отрицательной клемме источника постоянного тока, тогда PN-переход смещен в прямом направлении.
Когда светодиод смещен в прямом направлении, свободные электроны из области N-типа получают достаточно энергии, чтобы пересечь переход и рекомбинировать с дырками в области P-типа. Первоначально свободные электроны из области N-типа находятся в зоне проводимости, но когда они переходят в область P-типа, они выделяют энергию и падают в дырку в валентной зоне. В результате эта энергия высвобождается в виде света. Но в обычном кремниевом диоде выделяется энергия в виде тепла.
Цвет светодиода
Для производства светодиодов используются различные типы комбинаций полупроводниковых материалов. Эти полупроводниковые материалы представляют собой арсенид галлия (GaAs), фосфид галлия (GaP) или фосфид арсенида галлия (GaAsP). Изменение цвета света зависит от изменения материала. Комбинации различных типов материалов могут создавать уникальную длину волны цвета.
| Светлый цвет | Диапазон длин волн (нм) | Forward Voltage (v) | semiconductor materials | |||
| Ultraviolet | <400 | 3. 1 - 4.4 | Aluminium Nitride (AlN) Aluminium Gallium Nitride (AlGaN) Aluminium галлий Нитрид индия (AlGaInN) | |||
| Фиолетовый | 400 – 450 | 2,8 - 4,0 | Индий-галлий нитрид (InGaN) 6 6 6 909 1829 69 | 450 – 500 | 2.5 - 3.7 | Zinc Selenide ((ZnSe) Indium Gallium Nitride (InGaN) Silicon Carbide (SiC) Silicon (Si) |
| Green | 500 – 570 | 1.9 4.0 | Aluminium Gallium Indium Phosphide (AlGaInP) Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP) Indium Gallium Nitride (InGaN) | |||
| Yellow | 570 – 590 | 2.1 - 2.2 | Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP) Алюминиевый фосфид индиевого вещества галлия (IngAalp) Фосфид галлия (GAP) | |||
| Оранжевый /Янтарь | 590 -610 | 2,0 -2,1 | 6666666666 гг. Phosphide (GaP) | |||
| Red | 610 – 760 | 1. 6 - 2.0 | Aluminium Gallium Arsenide (AlGaAs) Aluminium Gallium Indium Phosphide (InGaAlP) Gallium Phosphide (GaP) | |||
| Infrared | > 760 | < 1.9 | Gallium Arsenide (GaAs) Aluminium Gallium Arsenide (AlGaAs) |
Types of LEDs
Light Emitting Diode можно разделить на две основные категории светодиодов. Это
- Видимые светодиоды
- Невидимые светодиоды
Светодиоды I-V характеристики
Светоизлучающий диод является выходным устройством, когда через него проходит ток, он излучает свет. Интенсивность его выходного света зависит от прямого тока, проходящего через светодиод. Связь заключается в том, что интенсивность выходного света прямо пропорциональна прямому току.
Светоизлучающий диод будет подключен с прямым смещением к источнику питания.
Это означает, что положительная клемма светодиода должна быть подключена к положительной клемме источника питания , а отрицательная клемма подключена к отрицательной клемме источника питания . Мы должны подключить последовательно резистор для ограничения тока, который защищает его от избыточного тока. Мы никогда не должны подключаться напрямую к источнику питания, потому что через него будет протекать большой ток, и светодиод может быть поврежден.
Каждый светоизлучающий диод имеет собственное прямое падение напряжения на PN-переходе. Этот параметр определяется полупроводниковым материалом, используемым при изготовлении светодиода для определенной величины прямого тока. Обычно прямой ток светодиода составляет около 20 мА.
ВАХ светодиодов разных цветов показаны ниже
Преимущества светодиодов
- Быстродействующий компонент 9Светоизлучающие диоды 0015 потребляют меньше энергии и работают от низковольтного источника питания постоянного тока.
