Что означает маркировка светодиодов. Каковы основные характеристики светодиодов. Как правильно подключить светодиод. Какие существуют схемы подключения светодиодов. Как рассчитать токоограничивающий резистор для светодиода.
Что такое светодиод и как он устроен
Светодиод — это полупроводниковый прибор, излучающий свет при прохождении через него электрического тока. Основными элементами конструкции светодиода являются:
- Полупроводниковый кристалл (чип)
- Отражатель (рефлектор)
- Корпус из прозрачной эпоксидной смолы
- Линза для формирования светового потока
- Выводы (анод и катод)
Принцип работы светодиода основан на явлении электролюминесценции — излучении света при рекомбинации электронов и дырок в области p-n перехода полупроводника.
Маркировка светодиодов
Маркировка светодиодов обычно включает следующую информацию:
- Цвет свечения
- Типоразмер корпуса
- Сила света (в мкд или мкд)
- Угол обзора
- Прямое напряжение
- Прямой ток
Например, маркировка LED 5R20 означает:
- LED — светодиод
- 5 — диаметр корпуса 5 мм
- R — красный цвет свечения
- 20 — сила света 20 мкд
Основные характеристики светодиодов
К важнейшим параметрам светодиодов относятся:
- Цвет свечения — зависит от состава полупроводника
- Сила света — измеряется в кандел (кд) или миликандел (мкд)
- Угол обзора — угол, в пределах которого видно свечение (обычно 15-120°)
- Прямое напряжение — падение напряжения на светодиоде (1,8-4В)
- Прямой ток — номинальный рабочий ток (обычно 10-30 мА)
- Максимальный прямой ток — предельно допустимый ток
- Обратное напряжение — максимальное напряжение в закрытом состоянии
- Рабочая температура — диапазон допустимых температур
Как правильно подключить светодиод
При подключении светодиода необходимо соблюдать следующие правила:
- Соблюдать полярность подключения. Анод (+) подключается к плюсу источника питания, катод (-) — к минусу.
- Использовать токоограничивающий резистор для защиты от перегорания.
- Не превышать максимально допустимый ток через светодиод.
- Учитывать падение напряжения на светодиоде при расчете схемы.
- При последовательном соединении суммировать падения напряжений.
- При параллельном включении использовать отдельные резисторы.
Схемы подключения светодиодов
Существуют следующие основные схемы подключения светодиодов:
- Последовательное соединение — светодиоды включаются цепочкой, ток через все одинаковый
- Параллельное соединение — каждый светодиод подключается отдельно к источнику питания
- Смешанное (последовательно-параллельное) — комбинация двух предыдущих способов
- С общим токоограничивающим резистором — для маломощных схем
- С отдельными резисторами — более надежный способ
- С использованием стабилизатора тока — обеспечивает постоянный ток
Расчет токоограничивающего резистора
Сопротивление токоограничивающего резистора для светодиода рассчитывается по формуле:
R = (Uпит — Uсв) / Iсв
Где:
- R — сопротивление резистора (Ом)
- Uпит — напряжение источника питания (В)
- Uсв — падение напряжения на светодиоде (В)
- Iсв — рабочий ток светодиода (А)
Например, для светодиода с Uсв = 2В и Iсв = 20мА при питании 5В:
R = (5 — 2) / 0.02 = 150 Ом
Подключение светодиодов к сети 220В
Для питания светодиодов от сети 220В необходимо использовать специальные схемы включения:
- С гасящим конденсатором — простая схема для маломощных светодиодов
- С понижающим трансформатором — для большей мощности
- Импульсный преобразователь — наиболее эффективный способ
- Драйвер светодиодов — специализированная микросхема
При работе с сетевым напряжением необходимо соблюдать меры электробезопасности!
Особенности применения светодиодов разных цветов
Светодиоды различных цветов имеют свои особенности:
- Красные, желтые, оранжевые — низкое прямое напряжение (1.8-2.4В)
- Зеленые — среднее прямое напряжение (2-3.5В)
- Синие, белые — высокое прямое напряжение (3-4В)
- Ультрафиолетовые — очень высокое напряжение (до 4.5В)
Чем короче длина волны излучения, тем выше прямое напряжение светодиода. Это нужно учитывать при расчете схем питания.
Проверка исправности светодиодов
Простейший способ проверки светодиода — подключение через резистор к источнику питания. Более точную проверку можно выполнить с помощью мультиметра:
- Установить мультиметр в режим «прозвонки диодов»
- Подключить красный щуп к аноду, черный к катоду
- Исправный светодиод должен засветиться
- Измерить прямое падение напряжения
- Проверить отсутствие пробоя в обратном направлении
Неисправный светодиод может иметь обрыв, короткое замыкание или пробой перехода.
Применение светодиодов
Благодаря своим преимуществам светодиоды широко применяются в различных областях:
- Индикация и подсветка в электронных устройствах
- Декоративное и архитектурное освещение
- Светофоры и дорожные знаки
- Автомобильные фары и фонари
- Бытовое и промышленное освещение
- Подсветка ЖК-дисплеев
- Оптическая связь
- Светодиодные экраны
Светодиоды постепенно вытесняют традиционные источники света благодаря высокой эффективности, долговечности и экологичности.
Светодиодный мир нашего века: Светодиоды
Цвет свечения светодиода зависит от добавок добавленных в полупроводник. Так, например, примеси алюминия, гелия, индия, фосфора вызывают свечение от красного до желтого цвета. Индий, галлий, азот заставляет светодиод светится от голубого до зеленного цвета. При добавке люминофора в кристалл голубого свечения, светодиод будет светиться белым светом. В настоящее время промышленность выпускает светодиоды свечения всех цветов радуги, однако цвет зависит не от цвета корпуса светодиода, а именно от химических добавок в его кристалле. Светодиод любого цвета может иметь прозрачный корпус.
- Маркировка светодиодов
Рис. 1. Конструкция индикаторных 5 мм светодиодов
В рефлектор помещается кристалл светодиода. Этот рефлектор задает первоначальный угол рассеивания.
Затем свет проходит через корпус из эпоксидной смолы . Доходит до линзы — и тут начинает рассеиваться по сторонам на угол, зависящий от конструкции линзы, на практике — от 5 до 160 градусов.
Излучающие светодиоды можно разделить на две большие группы: светодиоды видимого излучения и светодиоды инфракрасного (ИК) диапазона. Первые применяются в качестве индикаторов и источников подсветки, последние — в устройствах дистанционного управления, приемо-передающих устройствах ИК диапазона, датчиках.
Светоизлучающие диоды маркируются цветовым кодом (табл. 1). Сначала необходимо определить тип светодиода по конструкции его корпуса (рис. 1), а затем уточнить его по цветной маркировке по таблице.
Рис. 2. Виды корпусов светодиодов
Таблица 1. Маркировка светодиодов
Светодиоды подключаются к источнику тока, анодом к плюсу, катодом к минусу. Минус (катод) светодиода обычно помечается небольшим спилом корпуса или более коротким выводом, но бывают и исключения, поэтому лучше уточнить данный факт в технических характеристиках конкретного светодиода.
При отсутствии указанных меток полярность можно определить и опытным путём, кратковременно подключая светодиод к питающему напряжению через соответствующий резистор.
Однако это не самый удачный способ определения полярности. Кроме того, во избежание теплового пробоя светодиода или резкого сокращения срока его службы, нельзя определять полярность «методом тыка» без токоограничивающего резистора. Для быстрого тестирования резистор с номинальным сопротивлением 1кОм подходит большинству светодиодов если напряжение 12V или менее.
При подключении светодиода необходимо соблюдать полярность, иначе прибор может выйти из строя. Напряжение пробоя указывается изготовителем и обычно составляет более 5 В для одного светодиода. Почему? Как уже ясно из названия, светодиод это не выпрямительный диод, и, хотя свойство пропускать ток в одном направлении у них общее, между ними есть значительная разница. Для того, что светодиод излучал в видимом диапазоне, у него значительно более широкая запрещенная зона, чем у обычного диода. А от ширины запрещенной зоны напрямую зависит такой паразитный параметр диодов, как внутренняя емкость. При изменении направления тока, эта емкость разряжается, за какое-то время, называемое временем закрытия, зависящее от размеров этой емкости.
Сразу следует предупредить: не следует направлять луч светодиода непосредственно в свой глаз (а также в глаз товарища) на близком расстоянии, что может повредить зрение.
Напряжение питания
Две главных характеристики светодиодов это падение напряжения и сила тока. Обычно светодиоды рассчитаны на силу тока в 20 мА, но бывают и исключения, например, четырехъкристальные светодиоды обычно рассчитаны на 80 мА , так как в одном корпусе светодиода содержаться четыре полупроводниковых кристалла, каждый из которых потребляет 20 мА. Для каждого светодиода существуют допустимые значения напряжения питания Umax и Umaxобр (соответственно для прямого и обратного включений). При подаче напряжений свыше этих значений наступает электрический пробой, в результате которого светодиод выходит из строя. Существует и минимальное значение напряжения питания Umin, при котором наблюдается свечение светодиода. Диапазон питающих напряжений между Umin и Umax называется «рабочей” зоной, так как именно здесь обеспечивается работа светодиода.
Напряжение питания — параметр для светодиода неприменимый. Нет у светодиодов такой характеристики, поэтому нельзя подключать светодиоды к источнику питания напрямую.
Главное, чтобы напряжение, от которого (через резистор) питается светодиод, было выше прямого падения напряжения светодиода (прямое падение напряжения указывается в характеристике вместо напряжения питания и у обычных индикаторных светодиодов колеблется в среднем от 1,8 до 3,6 вольт).
Напряжение, указанное на упаковке светодиодов — это не напряжение питания. Это величина падения напряжения на светодиоде. Эта величина необходима, чтобы вычислить оставшееся напряжение, «не упавшее» на светодиоде, которое принимает участие в формуле вычисления сопротивления резистора, ограничивающего ток, поскольку регулировать нужно именно его.
Изменение напряжение питания всего на одну десятую вольта у условного светодиода (с 1,9 до 2 вольт) вызовет пятидесятипроцентное увеличение тока, протекающего через светодиод (с 20 до 30 милиампер).
Для каждого экземпляра светодиода одного и того же номинала подходящее для него напряжение может быть разным. Включив несколько светодиодов одного и того же номинала параллельно, и подключив их к напряжению, например, 2 вольта, мы рискуем из-за разброса характеристик быстро спалить одни экземпляры и недосветить другие.
Поэтому при подключении светодиода надо отслеживать не напряжение, а ток.
Величина тока для светодиода является основным параметром, и как правило, составляет 10 или 20 миллиампер. Неважно, какое будет напряжение. Главное, чтобы ток, текущей в цепи светодиода, соответствовал номинальному для светодиода. А ток регулируется включённым последовательно резистором, номинал которого вычисляется по формуле:
R — сопротивление резистора в омах.
Uпит — напряжение источника питания в вольтах.
Uпад — прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах (указывается в характеристиках и обычно находится в районе 2-х вольт). При последовательном включении нескольких светодиодов величины падений напряжений складываются.
I — максимальный прямой ток светодиода в амперах (указывается в характернистиках и составляет обычно либо 10, либо 20 миллиамперам, т.е. 0,01 или 0,02 ампера). При последовательном соединении нескольких светодиодов прямой ток не увеличивается.
0,75 — коэффициент надёжности для светодиода.
Не следует также забывать и о мощности резистора. Вычислить мощность можно по формуле:
P — мощность резистора в ваттах.
Uпит — действующее (эффективное, среднеквадратичное) напряжение источника питания в вольтах.
Uпад — прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах (указывается в характеристиках и обычно находится в районе 2-х вольт). При последовательном включении нескольких светодиодов величины падений напряжений складываются. .
R — сопротивление резистора в омах.
Расчет токогораничивающего резистора и его мощности для одного светодиода
Типичные характеристики светодиодов
Две главных характеристики светодиодов это напряжение и сила тока. Обычно светодиоды рассчитаны на силу тока в 20 мА, но бывают и исключения, например четырехъкристальные светодиоды обычно рассчитаны на 80 мА , так как в одном корпусе светодиода содержаться четыре полупроводниковых кристалла, каждый из которых потребляет 20 мА, в свою очередь одноватные светодиоды обычно потребляют 300-400 мА.
Рабочее напряжение светодиода зависит от полупроводникового материала, из которого он сделан, соответственно есть зависимость между цветом свечения светодиода и его рабочим напряжением.
Таблица падения напряжений светодиодов в зависимости от цвета
По величине падения напряжения при тестировании светодиодов мультиметром можно определить примерный цвет свечения светодиода согласно таблице.
Последовательное и параллельное включение светодиодов
При последовательном подключении светодиодов сопротивление ограничивающего резистора рассчитывается также, как и с одним светодиодом, просто падения напряжений всех светодиодов складываются между собой по формуле:
При последовательном включении светодиодов важно знать о том, что все светодиоды, используемые в гирлянде, должны быть одной и той же марки. Данное высказывание следует взять не за правило, а за закон.
Что б узнать какое максимальное количество светодиодов, возможно, использовать в гирлянде, следует воспользоваться формулой
Где:
* Nmax – максимально допустимое количество светодиодов в гирлянде
* Uпит – Напряжение источника питания, например батарейки или аккумулятора.
В вольтах.
* Uпр — Прямое напряжение светодиода взятого из его паспортных характеристик (обычно находится в пределах от 2 до 4 вольт). В вольтах.
* При изменении температуры и старения светодиода Uпр может возрасти. Коэфф. 1,5 дает запас на такой случай.
При таком подсчете «N” может иметь дробный вид, например 5,8. Естественно вы не сможете использовать 5,8 светодиодов, посему следует дробную часть числа отбросить, оставив только целое число, то есть 5.
Ограничительный резистор, для последовательного включения светодиодов рассчитывается точно также как и для одиночного включения. Но в формулах добавляется еще одна переменная «N” – количество светодиодов в гирлянде. Очень важно чтобы количество светодиодов в гирлянде было меньше или равно «Nmax”- максимально допустимому количеству светодиодов. В общем, должно выполнятся условие: N =< Nmax
Теперь приведем модернизированные формулы расчета под последовательное включение.
Все остальные действия по расчетам производятся в аналогии расчета резистора при одиночном включении светодиода.
Если напряжения источника питания не хватает даже для двух последовательно соединённых светодиодов, тогда на каждый светодиод нужно ставить свой ограничительный резистор.
Параллельное включение светодиодов с общим резистором — плохое решение. Как правило, светодиоды имеют разброс параметров, требуют несколько различные напряжения каждый, что делает такое подключение практически нерабочим. Один из диодов будет светиться ярче и брать на себя тока больше, пока не выйдет из строя. Такое подключение многократно ускоряет естественную деградацию кристалла светодиода. Если светодиоды соединяются параллельно, каждый из них должен иметь свой собственный ограничительный резистор.
Последовательное соединение светодиодов предпочтительнее ещё и с точки зрения экономного расходования источника питания: вся последовательная цепочка потребляет тока ровно столько, сколько и один светодиод. А при параллельном их соединении ток во столько раз больше, сколько параллельных светодиодов у нас стоит.
Рассчитать ограничительный резистор для последовательно соединённых светодиодов так же просто, как и для одиночного. Просто суммируем напряжение всех светодиодов, отнимаем от напряжения источника питания получившуюся сумму (это будет падение напряжения на резисторе) и делим на ток светодиодов (обычно 15 — 20 мА).
А если светодиодов у нас много, несколько десятков, а источник питания не позволяет соединить их все последовательно (не хватит напряжения)? Тогда определяем исходя из напряжения источника питания, сколько максимально светодиодов мы можем соединить последовательно. Например для 12 вольт — это 5 двух вольтовых светодиодов. Почему не 6? Но ведь на ограничительном резисторе тоже должно что-то падать. Вот оставшиеся 2 вольты (12 — 5х2) и берём для расчёта. Для тока 15 мА сопротивление будет 2/0.015 = 133 Ома. Ближайшее стандартное — 150 Ом. А вот таких цепочек из пяти светодиодов и резистора каждая, мы уже можем подключить сколько угодною Такой способ называется параллельно-последовательным соединением.
Если имеются светодиоды разных марок то комбинируем их таким образом что бы в каждой ветви были светодиоды только ОДНОГО типа (либо с одинаковым рабочим током). При этом необязательно соблюдать одинаковость напряжений, потому что мы для каждой ветви рассчитываем свое собственное сопротивление.
Далее рассмотрим стабилизированную схему включения светодиодов. Коснёмся изготовления стабилизатора тока. Существует микросхема КР142ЕН12 (зарубежный аналог LM317), которая позволяет построить очень простой стабилизатор тока. Для подключения светодиода (см. рисунок) рассчитывается величина сопротивления R = 1.2 / I (1.2 — падение напряжения не стабилизаторе) Т.е., при токе 20 мА, R = 1,2 / 0.02 = 60 Ом. Стабилизаторы рассчитаны на максимальное напряжение в 35 вольт. Лучше не напрягать их так и подавать максимум 20 вольт. При таком включении, например, белого светодиода в 3,3 вольта возможна подача напряжения на стабилизатор от 4,5 до 20 вольт, при этом ток на светодиоде будет соответствовать неизменному значению в 20 мА.
При напряжении 20В получаем, что к такому стабилизатору можно подключить последовательно 5 белых светодиодов, не заботясь о напряжении на каждом из них, ток в цепи будет протекать 20мА (лишнее напряжение погасится на стабилизаторе).
Важно! В устройстве с большим количеством светодиодов протекает большой ток. Категорически воспрещается подключать такое устройство к включенному источнику питания. В этом случае, в месте подключения, возникает искра, которая ведет к появлению в цепи большого импульса тока. Этот импульс выводит из строя светодиоды (особенно синие и белые). Если светодиоды работают в динамическом режиме (постоянно включаются, выключаются и подмигивают) и такой режим основан на использовании реле, то следует исключить возникновение искры на контактах реле.
Каждую цепочку следует собирать из светодиодов одинаковых параметров и одного производителя.
Тоже важно ! Изменение температуры окружающей среды влияет на протекающий ток через кристалл. Поэтому желательно изготавливать устройство так, чтобы протекающий ток через светодиод был равен не 20мА, а 17-18 мА.
Потеря яркости будет незначительная, зато долгий срок службы обеспечен.
Как запитать светодиод от сети 220 В.
Радиоэлектроника для начинающих — статьи по основам радиоэлектроники для новичка
#МОП-транзисторы #акустические кабели #аналоги конденсаторов #батареики #биполярные транзисторы #варикапы #варисторы #герконовое реле #динисторы #диодные мосты #диоды #диоды Шоттки #заземление #защитные диоды #керамические конденсаторы #конвертеры конденсатора #конденсаторы #контракторы #маркировка конденсаторов #маркировка резиторов #микросборка #мультиметры #осциллограф #отвертки #паяльник для проводов #переключатели фаз #переменные резисторы #печатные платы #радиодетали #резисторы #реле #светодиоды #стабилитроны #танталовые конденсаторы #твердотельное реле #тепловое реле #термодатчики #тестеры для транзистора #тиристоры #транзисторы #тумблеры #туннельные диоды #фототиристоры
Переменный резистор: типы, устройство и принцип работы
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Рассказываем и показываем как правильно проверить работу транзисторов с помощью цифрового мультиметра.
Магазин электронных компонентов и радиодеталей «Радиоэлемент»
Читать полностью973
#переменные резисторы #резисторы
Тумблеры
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Конструктивные особенности тумблеров. Типы, виды. Какие характеристики нужно учитывать при выборе. Как правильно подключить тумблер. Инструкция и советы в одной статье.
Читать полностью766
#тумблеры
Как проверять транзисторы тестером – отвечаем
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Рассказываем и показываем как правильно проверить работу транзисторов с помощью цифрового мультиметра. Магазин электронных компонентов и радиодеталей «Радиоэлемент»
Читать полностью2826
#тестеры для транзистора #транзисторы
Как пользоваться мультиметром
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Что такое и как устроен мультиметр.
Как правильно пользоваться мультиметром: как измерить напряжение, силу тока и напряжение. Как проверить емкость и индуктивность
Читать полностью994
#мультиметры
Выпрямитель напряжения: принцип работы и разновидности
29 Декабря 2022 — Анатолий Мельник
Выпрямитель напряжения электрической сети: как устроен, применение, обозначение на схемах. Как работает и для чего предназначается выпрямитель напряжения.
Читать полностью 210
Переключатель фаз (напряжения): устройство, принцип действия, виды
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Подробная статья о переключателях фаз: устройство и разновидности. Рекомендации по подключению и настройке. Рекомендации по выбору: популярные модели.
Читать полностью715
#переключатели фаз
Как выбрать паяльник для проводов и микросхем
31 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Особенности выбора хорошего паяльника для проводов и микросхем: разновидности конструкций, требования.
Какие существуют нагреватели и жала. Дополнительные возможности.
Читать полностью802
#паяльник для проводов
Что такое защитный диод и как он применяется
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
В статье разбираются особенности защитных диодов, их устройство и маркировка, а также применения в реальных условиях. Даны рекомендации по проверке и подбору супрессоров.
Читать полностью141
#диоды #защитные диоды
Варистор: устройство, принцип действия и применение
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
В статье разбирается устройство варисторов: маркировка, основные параметры. Вы узнаете в чем заключаются достоинства и недостатки варисторов, а также как выбрать и проверить компоненты.
Читать полностью1156
#варисторы
Виды отверток по назначению и применению
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Виды отверток по сферам применения.
В статье рассматриваются простые, ударные, диэлектрические и другие отвертки.
Читать полностью779
#отвертки
Виды шлицов у отверток
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
В статье рассматривается, что такое шлицы и какие бывают виды, их маркировка, основные размеры: крестообразные, прямые, звездочки, наружные, комбинированные и другие виды шлицов.
Читать полностью46
#отвертки
Виды и типы батареек
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Подробная статья о батарейках: виды и типы батереек, как различаются батарейки. Как обозначаются батарейки (маркировка)
Читать полностью1432
#батареики
Для чего нужен контактор и как его подключить
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Для чего нужен контактор и как он устроен.
Как правильно выбрать и подключить контактор для управления в автоматическом режиме электрическими приборами.
Читать полностью2494
#контракторы
Как проверить тиристор: способы проверки
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Как самому проверить тиристор? Способы проверки тиристора мультиметром, тестером. Проверка тиристора без выпаивания. Пошаговые инструкции с фото.
Читать полностью1571
#тиристоры
Как правильно выбрать акустический кабель для колонок
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Статья про выбор акустического кабеля: типы и виды акустического кабеля. Как маркируется кабель. Как рассчитать сечение кабеля. Правила эксплуатации и советы по выбору.
Читать полностью1386
#акустические кабели
Что такое цифровой осциллограф и как он работает
20 Сентября 2022 — Анатолий Мельник
Обзор принципа работы цифровых осциллографов.
Виды осциллографов, их отличия от аналоговых. Применение цифрового осциллографа
Читать полностью249
#осциллограф
Как проверить варистор: используем мультиметр и другие способы
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Статья-инструкция о том, как проверить варистор на исправность мультиметром или тестором. Принцип работы варистора и основные параметры варисторов, обнозначение на схеме.
Читать полностью4120
#варисторы #мультиметры
Герконовые реле: что это такое, чем отличается, как работает
31 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Статья об устройстве герконовых реле: обзор конструкции, характеристик и принципа работы. Преимущества и недостатки. Назначение герконовых реле, где используются компоненты.
Читать полностью139
#герконовое реле #реле
Диоды Шоттки: что это такое, чем отличается, как работает
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Статья ответит на вопросы: что такое диоды Шоттки, как они устроены, плюсы и минусы данного вида диодов.
Обозначение диодов на схемах. Сферы применения.
Читать полностью5988
#диоды #диоды Шоттки
Как правильно заряжать конденсаторы
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Способы зарядки и разрядки конденсаторов. Виды конденсаторов: основные параметры, принципы работы и области применения.
Читать полностью2884
#конденсаторы
Светодиоды: виды и схема подключения
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Светодиодами называют полупроводниковые приборы, которые при подаче напряжения создают оптическое излучение. Их международное буквенное обозначение – LED (LightEmittingDiode). На схеме светодиод обозначается как обычный диод с двумя параллельными стрелками, направленными наружу и указывающими на его излучающий характер.
Читать полностью6926
#диоды #светодиоды
Микросборка
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Микросборка (МСБ) – конструктивная составляющая радиоэлектронной аппаратуры микроминиатюрного исполнения, предназначенная для реализации определенной функции.
МСБ обычно не выпускаются в качестве самостоятельных изделий, предназначенных для широкого применения.
Читать полностью3168
#микросборка
Применение, принцип действия и конструкция фототиристора
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Фототиристор (ТФ) – полупроводниковое устройство со структурой, сходной с обычным тиристором, но с одним существенным отличием. Он включается не подачей напряжения, а с помощью света, падающего на него. Этот прибор сочетает функции управляемого тиристора и фотоприемника, преобразующего световую энергию в электрический управляющий импульс. Изготавливается обычно из кремния, имеет спектральную характеристику, аналогичную другим фоточувствительным элементам с кремниевой полупроводниковой структурой.
Читать полностью668
#тиристоры #фототиристоры
Схема подключения теплового реле – принцип работы, регулировки и маркировка
31 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Электродвигатели и прочее электрооборудование в процессе эксплуатации могут испытывать высокие нагрузки, вызывающие их перегрев.
Частые перегревы обмоток силовых установок приводят к разрушению изоляционных материалов и значительному сокращению срока службы, поэтому в конструкции таких устройств предусматривают защитное тепловое реле (ТР). Подключение в схему теплового реле обеспечивает обесточивание электрооборудования при возникновении нештатных ситуаций и предотвращает его выход из строя.
Читать полностью6322
#реле #тепловое реле
Динисторы – принцип работы, как проверить, технические характеристики
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Динистор – неуправляемая разновидность тиристоров, иначе он называется триггер-диодом. Изготавливается из полупроводникового монокристалла, имеющего несколько p-n переходов. Обладает двумя устойчивыми состояниями: открытым и закрытым. Подходят для применения в цепях непрерывного действия, в которых наибольшее значение тока составляет 2 А, а также в импульсных режимах, при условии, что максимальный ток – 10А, а напряжения находятся в диапазоне 10-200 В.
Этот элемент обычно выполняет функции электронного ключа. Его открытое положение соответствует высокой проводимости, закрытое – низкой. Переход из открытого в закрытое состояние происходит практически мгновенно.
Читать полностью4076
#динисторы
Маркировка керамических конденсаторов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Правильно выбрать конденсатор для микросхемы определенного назначения помогает маркировка, нанесенная на корпус. Но у конденсаторов она сложная и разнообразная, поэтому определить характеристики этих элементов затруднительно, особенно если они имеют незначительную площадь поверхности. Параметры, указываемые в обозначении: код производителя, номинальное напряжение, емкость, допустимое отклонение от номинала, температурный коэффициент емкости (ТКЕ).
Читать полностью4217
#керамические конденсаторы #конденсаторы
Компактные источники питания на печатную плату
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Выбор ИП печатной платы напрямую влияет на ее работоспособность.
Главная задача такого прибора – получить переменное напряжение от питающей сети, преобразовать его в постоянное и подать на оборудование. Если компонент выбран неверно или неисправен, он может перегореть или не справиться с входным напряжением. В худшем случае пострадает и плата – ее придется либо ремонтировать, либо выбрасывать и покупать новую.
Читать полностью881
#печатные платы
SMD-резисторы: устройство и назначение
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
SMD-резисторы – это мелкие электронные компоненты, разработанные для поверхностного монтажа на печатную плату. Ранее при сборке радиоэлектронной аппаратуры осуществлялся навесной монтаж элементов или их продевание в печатную плату через предусмотренные отверстия.
Читать полностью1150
#резисторы
Принцип работы полевого МОП-транзистора
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
МОП-транзистор (MOSFET, «металл-оксид-полупроводник») – полевой транзистор с изолированным затвором (канал разделен с затвором тонким диэлектрическим слоем).
Читать полностью3841
#МОП-транзисторы #транзисторы
Проверка микросхем мультиметром: инструкция и советы
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Как проверить микросхему? Рассмотрим как проверить микросхему на исправность и работоспособность мультиметром, влияние разновидности микросхем на способы проверки.
Читать полностью389
#мультиметры
Характеристики, маркировка и принцип работы стабилитрона
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Полупроводниковый стабилитрон, или диод Зенера, представляет собой диод особого типа. При прямом включении обычный диод и стабилитрон ведут себя аналогично. Разница между ними проявляется при обратном включении.
Читать полностью1133
#стабилитроны
Что такое реле: виды, принцип действия и устройство
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Реле – одно из наиболее распространенных устройств, применяемых для автоматизации процессов в электротехнике.
В этой статье мы подробно разберем, что такое реле, какие виды реле существуют и для чего они применяются.
Читать полностью1470
#реле
Конденсатор: что это такое и для чего он нужен
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Конденсатор – это устройство, способное накапливать и моментально отдавать электрический заряд. В статье подробно разберем, в чем суть конденсатора, что он делает, из чего состоит и какие его основные параметры.
Читать полностью4810
#конденсаторы
Все о танталовых конденсаторах — максимально подробно
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
В этой статье я максимально подробно расскажу о назначении, видах, области применения танталовых конденсаторов. Покажу как они выглядят в живую и на схеме, объясню, как считать буквенную маркировку конденсаторов.
Читать полностью293
#конденсаторы #танталовые конденсаторы
Как проверить резистор мультиметром
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Рассказываем как правильно проверить резистор мультиметром на плате, как узнать его сопротивление и определить работоспособность не выпаивая.
Узнайте, как настроить тестер для проверки резисторов.
Читать полностью1264
#мультиметры #резисторы
Что такое резистор
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Резистор (от латинского «resisto» — сопротивляюсь) – это пассивный элемент электрической цепи, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления. Резисторы предназначены для линейного преобразования силы тока в напряжение и наоборот, а также для ограничения тока и поглощения электрической энергии.
Читать полностью6644
#резисторы
Как проверить диодный мост мультиметром
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Подробная инструкция по проверке работоспособности диодного моста с помощью мультиметра или лампы.
Читать полностью14665
#диодные мосты #диоды #мультиметры
Что такое диодный мост
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Диодный мост – электрическое устройство, предназначенное выпрямления тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный.
Читать полностью456
#диодные мосты #диоды
Виды и принцип работы термодатчиков
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Принцип работы и виды термодатчиков. Особенности различных типов датчиков.
Читать полностью193
#термодатчики
Заземление: виды, схемы
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Заземление – соединение проводящих элементов промышленного или бытового оборудования с грунтом или общим проводом электрической системы, относительно которого производят измерения электрического потенциала. Из нашей статьи вы узнаете о видах заземления и их изображении на схемах.
Читать полностью2489
#заземление
Как определить выводы транзистора
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Способы определения выводов от базы, эмиттера и коллектора полупроводникового транзистора.
Читать полностью3066
#транзисторы
Назначение и области применения транзисторов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Полупроводниковый транзистор – радиоэлемент, изготавливаемый из полупроводникового материала, чаще всего кремния. Основное назначение транзистора – управление током в электрической цепи. В этой статье мы кратко перечислим области применения полупроводниковых транзисторов, присутствующих практически во всех электронных компонентах современных приборов и аппаратов.
Читать полностью2755
#транзисторы
Как работает транзистор: принцип и устройство
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Транзистор – прибор, предназначенный для управления током в электрической цепи. Применяется практически во всех моделях видео- и аудио аппаратуры. В этой статье мы постараемся простыми словами изложить, что такое транзистор, как он устроен и что делает.
Читать полностью2044
#транзисторы
Виды электронных и электромеханических переключателей
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Переключатель (свитчер) – устройство, служащее в радиоэлектронике для коммутации электроцепей постоянного и переменного тока и обеспечивающее требуемый рабочий режим. От функциональности этого компонента часто зависит работоспособность всего аппарата. В этой статье мы расскажем об основных видах переключателей
Читать полностью 1434
Как устроен туннельный диод
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Рассказываем про устройство туннельных диодов, их отличия от обычных, цветовую маркировку и обозначение туннельных диодов на схемах. Также из этой статьи вы узнаете об истории создания данного типа диодов.
Читать полностью5138
#диоды #туннельные диоды
Виды и аналоги конденсаторов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Конденсаторы – электронные компоненты, состоящие из двух проводников-обкладок и находящимся между ними диэлектриком.
Существует множество видов конденсаторов, имеющих сходную конструкцию, но различных по материалам, из которых изготавливаются обкладки и диэлектрический слой, и функциям в электронных схемах. Тип изделия определяется по форме, цвету, маркировке на корпусе.
Читать полностью9534
#аналоги конденсаторов #конденсаторы
Твердотельные реле: подробное описание устройства
31 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Твердотельное реле (ТТР) – полупроводниковое устройство, применяемое для создания контакта между низковольтными и высоковольтными цепями, является современной альтернативой традиционным пускателям и контакторам. Применяется в бытовой технике, промавтоматике, автомобильной электронике.
Читать полностью3891
#реле #твердотельное реле
Конвертер единиц емкости конденсатора
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд.
В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад. Однако существуют конденсаторы (ионисторы) с ёмкостью до десятков фарад.
Читать полностью2834
#конвертеры конденсатора #конденсаторы
Графическое обозначение радиодеталей на схемах
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Радиодетали – электронные компоненты, собираемые в аналоговые и цифровые устройства: телевизоры, измерительные приборы, смартфоны, компьютеры, ноутбуки, планшеты. Если ранее детали изображались приближенно к их натуральному виду, то сегодня используются условные графические обозначения радиодеталей на схеме, разработанные и утвержденные Международной электротехнической комиссией.
Читать полностью2632
#радиодетали
Биполярные транзисторы: принцип работы, характеристики и параметры
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Биполярные транзисторы – электронные полупроводниковые приборы, отличающиеся от полевых способом переноса заряда. В полевых (однополярных) транзисторах, используемых в основном в цифровых устройствах, заряд переносится или дырками, или электронами. В биполярных же в процессе участвуют и электроны, и дырки. Биполярные транзисторы, как и другие типы транзисторов, в основном используются в качестве усилителей сигнала. Применяются в аналоговых устройствах.
Читать полностью663
#биполярные транзисторы #транзисторы
Как подобрать резистор по назначению и принципу работы
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Характеристики самых распространенных видов резисторов по типу, материалу, назначению, принципу работы.
Какие параметры необходимо учитывать при работе. Номинальное и реальное сопротивление.
Читать полностью920
#резисторы
Тиристоры: принцип работы, назначение, характеристики, проверка работоспособности
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Тиристор представляет собой вид полупроводниковых приборов, предназначенный для однонаправленного преобразования тока (т.е. ток пропускается только в одну сторону). Прибор выполняет функции коммутатора разомкнутой цепи и ректификационного диода в сетях постоянного тока.
Читать полностью3528
#тиристоры
Зарубежные и отечественные транзисторы
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Как подобрать отечественный аналог зарубежному транзистору? Читайте в нашей статье!
Читать полностью1562
#транзисторы
Исчерпывающая информация о фотодиодах
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Обзор фотодиодной технологии с подробным описанием основ, принципа работы, а также различных типов фотодиодов и их применения.
Читать полностью394
#тиристоры #фототиристоры
Калькулятор цветовой маркировки резисторов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Резисторы – это элементы для построения электрических схем, предназначенные для контроля и регулирования величины силы тока. Разделяют на постоянные, переменные, подстроечные. Для идентификации постоянных резисторов SMD – устройств, монтируемых на поверхность, – все производители разработали буквенно-цифровые обозначения для крупных элементов и цветовой код для деталей очень маленьких размеров.
Читать полностью340
#маркировка резиторов #резисторы
Область применения и принцип работы варикапа
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Варикап – полупроводниковый диод, главным параметром которого является изменяемая под напряжением емкость. В устройстве применяется зависимость емкости p-n перехода и приложенного обратного напряжения.
Читать полностью6956
#варикапы
Маркировка конденсаторов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Выбор конденсаторов по маркировке – процесс достаточно сложный, поскольку разные производители используют различные системы кодирования. Особенно трудно прочесть зашифрованную информацию на незначительной поверхности маленьких конденсаторов.
Читать полностью6725
#конденсаторы #маркировка конденсаторов
Виды и классификация диодов
24 Ноября 2022 — Анатолий Мельник
Диод – электронный прибор с двумя (иногда тремя) электродами, обладающий односторонней проводимостью. В этой статье вы найдёте подробную классификацию диодов по видам, характеристикам, материалам изготовления и сфере использования.
Читать полностью1964
#диоды
I-V характеристики светодиодов — Unacademy
С годами светодиоды стали наиболее широко используемыми полупроводниковыми диодами.
Секрет их успеха заключается в наличии набора различных функций и приложений. При подключении в режиме прямого смещения они способны излучать либо видимый свет, либо невидимый инфракрасный свет. Простыми словами, светодиоды можно описать как устройство, преобразующее электрическую энергию в энергию света. Светодиоды имеют широкий спектр применений, включая светофоры, индикаторные лампы на электронном оборудовании и бытовой технике. Давайте подробно обсудим светодиоды и ВАХ светодиодов.
Светодиод представляет собой полупроводниковый источник света, способный излучать свет при прохождении через него электрического тока. Мы можем относиться к светодиодам как к специализированным типам диодов, которые имеют электрические характеристики, аналогичные характеристикам диода с PN-переходом. Другими словами, светодиод — это своего рода диод, который пропускает ток только в прямом направлении и блокирует поток тока в обратном направлении. Когда этот прямой ток проходит через них, светодиоды излучают довольно узкую полосу пропускания либо различных цветных длин волн видимого света, либо инфракрасного света, используемого в пультах дистанционного управления, либо лазерного света.
Доказано, что светодиоды являются наиболее заметным типом диодов.
Каждый известный нам полупроводниковый диод представлен уникальным символом. Точно так же светодиоды также представлены уникальным символом. Символ светодиода похож на символ диода с PN-переходом, за исключением стрелки, указывающей в сторону от диода. Эта стрелка указывает на то, что диод излучает свет. ВАХ светодиода идентичны характеристикам диода с прямым смещением.
Как работают светодиоды? Светодиоды излучают свет по механизму спонтанного излучения. Полупроводники, как и светодиоды, характеризуются наличием двух энергетических зон — зоны проводника и валентной зоны. Зона проводника — это зона с более высоким энергетическим уровнем, а валентные зоны — это зоны с более низким энергетическим уровнем. Область между полосой проводника и полосой насилия называется «зазором». Энергия света возникает, когда электрон перескакивает из зоны высоких энергий, то есть из зоны проводника, и попадает в зону с более низкими энергиями, то есть из валентной зоны.
Следует отметить, что светодиоды являются токозависимыми устройствами, что означает, что они требуют протекания тока для того, чтобы излучать свет в любой форме. Интенсивность светового потока светодиода прямо пропорциональна прямому току, протекающему через него. Другими словами, чем выше ток, протекающий через светодиод, тем выше будет выходная интенсивность света. Последовательный резистор используется для того, чтобы сделать светодиод «ограниченным по току», это защищает светодиод от чрезмерного протекания тока. Если между светодиодом и источником питания не поставить резистор, он мгновенно выйдет из строя из-за прохождения слишком большого тока.
ВАХ светодиода ВАХ — это не что иное, как вольтамперные характеристики электрического компонента. Другими словами, они отражают поведение электронного компонента при различных значениях приложенного напряжения. ВАХ светодиода представляют собой зависимость между прошедшим током и приложенным к нему напряжением.
Представленные в виде графика ВАХ светодиода предоставляют ценную информацию о сопротивлении и рабочем диапазоне светодиода. IV характеристики светодиода могут помочь понять, где и как его можно использовать в электрической цепи. На графике ВАХ светодиода напряжение (В) представлено по оси x как независимая переменная из-за простоты управления, в отличие от тока. Это оставляет нас с током, выраженным по оси Y.
График IV светодиодаГрафик IV светодиода представляет собой зависимость между током, протекающим через светодиод, и напряжением на нем.
Точки, которые следует наблюдать на графике ВАХ светодиода:
- Прямое напряжение светодиода равно ширине запрещенной зоны. Он увеличивается в порядке возрастания от красного к фиолетовому.
- Для видимого спектра энергия запрещенной зоны полупроводников составляет от 1,8 эВ до 3 эВ с красным до 1,8 эВ и фиолетовым после 3 эВ.
- Не рекомендуется подключать светодиоды параллельно, так как это особенно плохая идея, когда цвета смешиваются.
Например, если красный, зеленый и синий светодиоды подключены параллельно к источнику питания 2,0 В, это даст- Красный — 44 мА
- Зеленый — 12 мА
- Синий — 3 мА
- тока
- Самое низкое прямое напряжение наблюдается у инфракрасных светодиодов
Например, если красный, зеленый и синий светодиоды подключены параллельно к источнику питания 2,0 В, это дастБлагодаря многочисленным преимуществам светодиоды можно увидеть повсюду: от светодиодных экранов, энергоэффективного освещения до инфракрасного огни. ВАХ светодиодов важно понимать, чтобы спроектировать схему, которая будет работать со светодиодом, и понять, как извлечь из светодиодов максимальную пользу.
Важные ссылки
Что такое светоизлучающий диод (LED)? — Определение, работа, конструкция и преимущества
Определение: Светодиод представляет собой диод с PN-переходом, который излучает свет, когда через него проходит электрический ток в прямом направлении. В светодиоде происходит рекомбинация носителей заряда.
Электрон со стороны N и дырка со стороны P объединяются и дают энергию в виде тепла и света. Светодиод изготовлен из бесцветного полупроводникового материала, и свет излучается через переход диода.
Светодиоды широко используются в сегментных и точечно-матричных дисплеях числового и буквенно-цифрового характера. Несколько светодиодов используются для создания одного линейного сегмента, а для создания десятичной точки используется один светодиод.
Конструкция светодиода
Рекомбинация носителей заряда происходит в материале P-типа, поэтому P-материал представляет собой поверхность светодиода. Для максимального излучения света анод наносится на край материала Р-типа. Катод изготовлен из золотой пленки и обычно располагается в нижней части N-области. Этот золотой слой катода помогает отражать свет на поверхность.
Фосфид арсенида галлия используется для производства светодиодов, которые излучают красный или желтый свет для излучения. Светодиоды также доступны в зеленом, желтом, янтарном и красном цветах.
Простой транзистор можно использовать для выключения/включения светодиода, как показано на рисунке выше. Базовый ток I B проводит транзистор, а транзистор проводит сильно. Сопротивление R C ограничивает ток светодиода.
Работа светодиода
Работа светодиода зависит от квантовой теории. Квантовая теория утверждает, что когда энергия электронов уменьшается с более высокого уровня на более низкий уровень, они излучают энергию в виде фотонов. Энергия фотонов равна промежутку между высшим и низшим уровнем.
Светодиод подключен в прямом направлении, что позволяет току течь в прямом направлении. Течение тока происходит из-за движения электронов в противоположном направлении. Рекомбинация показывает, что электроны перемещаются из зоны проводимости в валентную зону и излучают электромагнитную энергию в виде фотонов. Энергия фотонов равна зазору между валентной зоной и зоной проводимости.
youtube.com/embed/9SBpHBagZ5E» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»> Преимущества светодиодов в электронных дисплеях
Ниже перечислены основные преимущества светодиодов в электронных дисплеях.
- Светодиоды имеют меньшие размеры, и их можно складывать вместе для формирования цифрового и буквенно-цифрового дисплея в матрице высокой плотности.
- Интенсивность светового потока светодиода зависит от тока, протекающего через него. Интенсивность их света можно плавно регулировать.
- Доступны светодиоды, излучающие свет различных цветов, таких как красный, желтый, зеленый и янтарный.
- Время включения и выключения или время переключения светодиода меньше 1 наносекунды. Из-за этого светодиоды используются для динамической работы.
- Светодиоды очень экономичны и обладают высокой степенью надежности, поскольку производятся по той же технологии, что и транзистор.
- Светодиоды работают в широком диапазоне температур, например, от 0° до 70°.
