Choix de la résistance pour la diode

La diode LED était souvent associée aux voyants lumineux dans les équipements RTV, électroménagers, les contrôleurs industriels ou les voitures, mais c'est grâce à ses petites dimensions, sa longévité et sa très faible consommation d'énergie par rapport aux ampoules correspondantes qu'elle a commencé à conquérir le marché. Qu'est-ce qu'une diode LED ? LED , de l'anglais Light Emitting Diode, désigne une diode électroluminescente également appelée diode lumineuse, c'est un dispositif optoélectronique à semi-conducteur qui convertit l'énergie électrique en énergie de rayonnement électromagnétique, c'est-à-dire la lumière. La diode LED la plus simple est une jonction semi-conductrice p-n qui, polarisée en sens passant avec une tension appropriée, émet un rayonnement électromagnétique allant de l'infrarouge (IR) au spectre de la lumière visible jusqu'aux ultraviolets (UV). Construction et principe de fonctionnement de la diode LED L'élément principal de la diode LED est le semi-conducteur (cristal) qui ne conduit le courant que dans une seule direction. Sous le boîtier de la source lumineuse se trouvent deux électrodes. Lorsque la borne positive est connectée à l'anode et la borne négative à la cathode, un courant circule. Le fonctionnement de la LED⟧ repose sur la recombinaison des porteurs de charges, consistant en la transition des électrons d'un niveau d'énergie supérieur à un niveau inférieur tout en conservant leur impulsion. L'énergie des électrons est transformée en quanta de rayonnement électromagnétique. Il faut ajouter que dans les diodes LED on utilise également le phénomène de luminescence, autrement dit l'émission d'ondes lumineuses sous l'effet de facteurs non thermiques. Dans le semi-conducteur se forme une jonction p-n. Les électrons s'accumulent dans la couche « n », tandis que dans la couche « p » se trouvent les trous. Lorsqu'un courant est appliqué, les électrons sautent dans les trous, libérant de l'énergie sous forme de lumière.

Calcul de la résistance pour diode LED

Au début, il faut se rappeler que lors du branchement d'une diode LED dans un circuit, il est indispensable d'utiliser un résistor⟧, car sans lui, la diode serait complètement endommagée par un courant trop important. Le paramètre définissant le courant maximal pouvant traverser la diode sans risque de dommage est le courant passant. Il dépend du matériau avec lequel la diode est fabriquée (pour une diode redresseuse c'est le silicium, tandis que pour les diodes LED le matériau semi-conducteur dépend de la couleur que la diode émet). La tension de seuil⟧est la tension minimale à laquelle une diode LED choisie commencera à émettre de la lumière, due au passage du courant. Les informations sur le courant maximal passant⟧ caractéristique de la diode peuvent être trouvées dans les fiches techniques, mais cela peut être difficile, surtout si l'on ne connaît pas la provenance de la diode. Typiquement, pour les diodes LED, la valeur maximale du courant passant se situe entre 20 et 30 mA, mais la plupart des diodes LED traditionnelles s’allument bien avec un courant inférieur à 10 mA, souvent entre 2 et 3 mA. La tension aux bornes de la diode⟧ dépend de la couleur de la lumière émise par la diode, donc aussi du matériau dont elle est composée. Alors, comment choisir la résistance pour la diode⟧ ? Ce n’est pas difficile si l’on applique les lois fondamentales des circuits électriques. La deuxième loi de Kirchhoff⟧ dit que la somme des chutes de tension aux composants d’un circuit est égale à la tension d'alimentation de ce circuit. Selon cette loi, la somme des tensions aux bornes de la diode et de la résistance doit être égale à la tension d'alimentation.

Ualim= Udiode+ UR

En réarrangeant la formule, la tension aux bornes de la résistance est égale à la différence entre la tension d'alimentation et la tension aux bornes de la diode

UR= Ualim- Udiode

Lorsque nous connaissons déjà la tension aux bornes de la résistance, nous pouvons déterminer la valeur de la résistance à choisir pour éviter que la diode soit endommagée. Selon la formule, la résistance est le quotient de la tension aux bornes de la résistance par le courant circulant dans le circuit. En substituant la tension et le courant dans la formule, nous pouvons calculer la résistance nécessaire. R=U/I

Exemple

Nous disposons d'une diode LED jaune qui n'a aucune marque dessus. La tension de seuil est lue dans un tableau, raisonnablement 2,1 V. Le courant dans le circuit est fixé à 8 mA. La tension d'alimentation est de 12 V. Selon la formule, la résistance devrait avoir la valeur suivante : R=(12-2,1)/0,008= 1237,5 Ohms Il n’existe pas de résistance de cette valeur précise dans le commerce, il faut donc prendre une autre résistance avec une valeur proche de celle calculée⟧. Ici, une résistance de 1,2 kOhm a été choisie. Cela n'aura pas un grand effet sur le courant dans le circuit, car la variation sera si faible qu’elle ne mérite pas d’être prise en compte. On peut vérifier la différence en inversant la formule de la résistance. Ainsi: I=U/R, donc I=(12-2,1)/1237,5=8 mA I=(12-2,1)/1200=8,25 mA (Fig. n° 1)

La tension de seuil de la diode est une moyenne des tensions relevées dans le tableau. On peut vérifier comment le courant dans le circuit varie en utilisant les valeurs extrêmes du tableau. On suppose évidemment que la source d'alimentation fournit exactement 12 V et que la résistance est exactement de 1,2 kOhm. Courant maximal = (12-2)/1200 = 8,33 mA Courant minimal = (12-2,3)/1200 = 8,083 mA Comme on peut le voir, la différence maximale entre les valeurs de courant est d'environ 0,25 mA, soit environ seulement 3 %. Non seulement le courant dans le circuit est important, mais il faut aussi prêter attention à la tension d'alimentation car quand elle est trop basse, les fluctuations de tension provoquent une variation drastique du courant circulant. Il faut se souvenir qu'il faut viser à ce que la tension aux bornes de la résistance soit la plus élevée possible, ce qui assurera une meilleure stabilisation du courant passant dans la diode. Cependant, un juste milieu peut être la meilleure solution, car plus la tension aux bornes de la résistance est élevée, plus la puissance prélevée sur la source d'alimentation est importante.

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Un exemple de diode à large application est la diode LED verte diffuse 3 mm. Cette diode est l'une des diodes les plus populaires. Elle émet un rayonnement dans le domaine de la lumière visible⟧. Elle est idéale pour la création de différents projets. Nous sommes distributeurs autorisés de composants électroniques, y compris les diodes de type LED. Nous assurons la vente en gros en veillant à la meilleure qualité. Nous mettons un accent particulier pour que nos produits soient disponibles immédiatement à un prix compétitif. Nous suivons les besoins de nos clients afin de compléter continuellement notre offre avec de nouveaux produits. Les fabricants de composants et d’appareils électroniques avec lesquels nous collaborons sont des marques leaders dans le monde entier. En tant que distributeur indépendant, InterElcom possède également le plus grand entrepôt d’optoélectronique en Pologne. Grâce à cela, les produits InterElcom sont parmi les meilleurs disponibles sur le marché. De nombreuses années d'expérience et le développement continu des employés d’InterElcom garantissent un service professionnel et une assistance complète dans le choix des composants électroniques. Nous tenons à ce que le client, choisissant les produits de notre offre, soit conscient du choix d'une solution adaptée pour lui. Sources : https://mechatronikadlawszystkich.pl/tematy/elektronika/diody-led https://forbot.pl/blog/jak-dobrac-rezystor-do-diody-rozne-metody-zasilania-led-id14482 https://botland.com.pl/blog/dobieranie-rezystora-do-diody/ https://rezystore.pl/diody-led/5015-dioda-led-rozne-warianty-.html