Устройство светодиода
- Как устроен светодиод
- Как работает светодиод
- Расчет резистора для светодиода
- Как проверить исправность светодиода
- 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.
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
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.
В случае многоцветного светодиода, в корпусе будет находиться несколько кристаллов. Такие устройства могут быть выполнены с общим анодом или общим катодом.
Общий анод
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:
- Прямой ток.
- Прямое напряжение
- Максимальная рассеиваемая мощность
- Вольт-амперная характеристика
- Максимальное обратное напряжение
Световые:
- Световой поток
- Сила света
- Угол рассеивания
- Цвет
- Цветовая температура
- 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.
Схема с токоограничивающим резистором R
Расчет резистора для светодиода выполняют по формуле:
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.