Устройство светодиода

Устройство светодиода

  1. Как устроен светодиод
  2. Как работает светодиод
  3. Расчет резистора для светодиода
  4. Как проверить исправность светодиода
  5. Применение светодиодов

Прежде чем изучить устройство светодиода, прочтите очень кратенькую историю о создании светодиода.

В первые, известие о возможности излучения света диодом, было получено от британца Генри Раунда. Его диод на основе пары, железа и карбид кремния излучал на катоде – оранжевое, зеленое и желтое свечение.

Независимо от Генри, советский физик О.И. Лосев в 1923 году, провел в Нижегородской радиолаборатории эксперимент. Исследуя диоды на основе двух разнородных материалов, он заметил “электролюминесценцию” (свечение) в месте соединения стальной иглы и карборунда.

svetodiod

Советский физик Олег Владимирович Лосев

В 1927 году, Лосев поучил патент на изобретение “светового реле”. Скончался Олег Владимирович Лосев в 1942 году в блокадном Ленинграде. Его работы были забыты, и спустя годы, светодиод был разработан, в США в 1962году . Разработчик Ник Холоньяк, Университет Иллинойса.

В наше время, выпускаются светодиоды различных цветов, так же они могут излучать в ИК и УФ диапазоне. В одном корпусе  может быть как одноцветный, так и многоцветный источник излучения.  Многоцветный светодиод, имеет несколько кристаллов различных цветов – RGB.

  Основное сокращенное обозначение светодиода сокрыто в трех латинских буквах – LED.  

LED – это сокращенно от Light-emitting diode, что на русском языке означает – светоизлучающий диод.

Как устроен светодиод

ustrojstvo-svetodioda

На рисунке изображено как устроен светодиод самого  распространенного типа. Это светодиод в пластиковом корпусе и диаметром 5мм. В линзе светодиода находится катод с закрепленным на нем кристаллом. Анод, и соединительный проводник соединяющий анод и кристалл.

ustrojstvo-svetodioda
ustrojstvo-svetodioda

В случае многоцветного светодиода, в корпусе будет находиться несколько кристаллов. Такие устройства могут быть выполнены с общим анодом или общим катодом.

obchiy-anod

Общий анод

obchiy-katod

Общий катод

Так же, в корпус светодиода, может быть помещен чип, который при подаче питания будет управлять работой светодиода.

Так можно получить светодиод с меняющимися цветами или просто “моргушку”.

Как работает светодиод

Работает светодиод при протекании через него тока в прямом направлении, от анода к катоду. При прохождении электрического тока  возникает P-N или электронно –  дырочный переход.

Для нас начинающих электронщиков, скажу проще как работает светодиод –  если на анод подать плюс а на катод минус источника питания светодиод будет излучать свет.

Светодиод имеет свои параметры – это электрические и световые.

Электрические:

  1. Прямой ток.
  2. Прямое напряжение
  3. Максимальная рассеиваемая мощность
  4. Вольт-амперная характеристика
  5. Максимальное обратное напряжение

Световые:

  1. Световой поток
  2. Сила света
  3. Угол рассеивания
  4. Цвет
  5. Цветовая температура
  6. Световая отдача

Все эти параметры есть в техническом описании к каждому светодиоду. При необходимости не составит труда найти их в справочниках.

Расчет резистора для светодиода

Если светодиод подключить к источнику питания, напряжение которого больше необходимого для конкретного светодиода – это вызовет протекание через его кристалл тока недопустимой величины.

Ваш светодиод засветится очень ярко, но недолго. Кристалл светодиода перегреется и выйдет из строя “сгорит”.

Так же нельзя подключать светодиод “перепутав” полярность (плюс с минусом) при превышении максимального обратного напряжения, ваш светодиод выйдет из строя.

Для того чтобы светодиод работал долго и счастливо, используют токоограничивающий резистор. Резистор устанавливают последовательно со светодиодом. На какую ножку светодиода цеплять резистор, разницы нет. Можно как на анод, так и на катод.

ustrojstvo-svetodioda

Схема с токоограничивающим резистором R

Расчет резистора для светодиода выполняют по формуле:

ustrojstvo-svetodioda

Как проверить исправность светодиода

Светодиод легко проверить обычным мультиметром,  как и простой полупроводниковый диод. При проверке устанавливаем щупы мультиметра, красный на катод, черный на анод. Устройство светодиода  в пластиковом корпусе выполнено так, что ножка вывод анода всегда длиннее, чем ножка вывода катода. При этом показания мультиметра будут иметь большое значение. При подключении красного щупа на анод а черного соответственно на катод, показания прибора будут иметь небольшое значение. В зависимости от проверяемого светодиода и используемого мультиметра, светодиод может светиться от напряжения на щупах мультиметра.

В пример, небольшое видео.

Применение светодиода

Даже не знаю, стоит ли мне излагать здесь, все те сферы, где применяют светодиоды. Возможно, легче сказать, где их не применяют. Хотя и это не легко, так как мне думается они уже повсюду. В каждом электрическом устройстве есть хотя бы один светодиод.

Оставляю тебе читатель самому решить, где НЕ применяются светодиоды.  Напиши мне если знаешь где в технике не применяют этот полупроводник.

Вернуться в “Курс начинающего электронщика”