Led-diode

Hvad er en diode?

Dette er en almindeligt anvendt komponent i elektronik. Den moderne halvlederdiode består af en PN-halvlederovergang. Denne overgang tillader elektroner at passere frit i den ene retning, men er blokeret i den anden. Det skaber en envejsventil for strøm. Dioder har mange anvendelser inden for elektronik, og en af de mest kendte er konvertering af vekselstrøm til jævnstrøm. Hvis der løber strøm gennem dem i fremadgående retning, opstår der et lille spændingsfald. Denne spænding kaldes knæspændingen. Mange standarddioder er lavet af silicium, hvilket giver en knæspænding på ca. 0,7 volt. Med stigende strøm stiger knæspændingen også kun lidt. Det er en vigtig egenskab, som vi også ser i LED'er. Almindelige halvlederdioder findes i mange forskellige typer, og forskellen mellem dem er den maksimale fremadrettede strøm, den maksimale muskelspænding, lækstrømmen i skiftehastigheden. Ud over standarddioden findes der andre typer dioder med særlige egenskaber. LED-dioden udsender synligt lys, så snart der løber en strøm i fremadgående retning.

Led-diode i forskellige farver

En LED-diode findes i mange forskellige udformninger og lysfarver. Farven afhænger af det anvendte halvledermateriale. Du kan vælge mellem følgende farver: rød, orange, gul, grøn, blå og hvid. Den farvede version har eksisteret i flere årtier og bruges i vid udstrækning som indikatorlys på udstyr. Tænk på instrumentbrættet i en bil, hvor LED helt har fortrængt de traditionelle glødelamper. Hvidt lys kan laves på flere måder. Den første måde er at blande rødt, grønt og blåt. Desværre giver det ikke naturligt hvidt lys, fordi rød, grøn og blå kun dækker en meget lille del af farvespektret. Et bedre resultat opnås ved at bruge blåt lys i kombination med et eller flere fosforlag. Disse lag omdanner en del af det blå lys til gult lys. Dette kaldes fluorescens i fysikken. Det resulterende udsendte lys har en top i blåt og et bredbåndet gult lys. Dette lys opfattes af vores øje som hvidt lys og har givet et gennembrud inden for belysningsteknologi.

Den almindelige LED-diode

En LED-diode fås i flere forskellige farver, og der findes forskellige versioner. Standardversionen består af et plastrør med to forbindelsesledninger i den ene ende og en kugle af linse i den anden ende til at fokusere lyset. Standardversionen fås med en diameter på 3 og 5 mm. Standard-LED-dioden har ingen indbygget elektronik, så det er vigtigt, at den forsynes med en konstant strøm. Den optimale værdi for at fungere korrekt og producere lys kaldes den nominelle fremadrettede strøm eller [If]. I denne proces opstår der et spændingsfald over forbindelsesstifterne. Denne spænding kaldes knæspændingen eller det nominelle fremadrettede spændingsfald [Uf]. Uf stiger kun lidt med stigende strøm. Omvendt stiger strømmen hurtigt med en lille stigning i spændingen. Det er grunden til, at en "bar" LED-diode aldrig tilsluttes en konstant spænding, men sikres i et kredsløb, så værdien forbliver tæt på den nominelt tilladte strøm.

Tilslutning til en fast spænding

For at bruge en LED-diode på en fast spænding skal der bruges en seriemodstand til at begrænse strømmen. Du kan nemt selv beregne værdien af denne modstand. Hvis du vil tilslutte en rød version til 12 volt, er det vigtigt at kende den nominelle strøm [If] og knæspændingen [Uf]. For rød er Uf = 2 volt, og If er for de fleste typer 10 mA. Så i et seriekredsløb falder der 2 volt over LED-dioden og 12-2 volt = 10 volt over modstanden. I et seriekredsløb er strømmen gennem begge komponenter den samme. Så 10 mA skal også flyde gennem modstanden. Ved hjælp af Ohms lov kan vi udregne værdien af modstanden. 10 Volt / 10 mA = 1 kilo-ohm. Dette giver os derfor den nødvendige værdi på 10 mA. I formelform: R = (Uv - Uf) / If. Ved hjælp af denne formel kan du selv beregne værdien af seriemodstanden for enhver ønsket strøm og enhver ønsket forsyningsspænding. Bemærk, at der altid skal bruges en jævnstrømsforsyning.