Часто светодиод ассоциировался с индикаторными лампочками в радиоэлектронной, бытовой технике, в промышленных контроллерах или в автомобилях, но именно благодаря своим небольшим размерам, долговечности и крайне низкому по сравнению с соответствующими лампочками энергопотреблению он начал завоёвывать рынок. Что такое светодиод? LED с английского Light Emitting Diode означает электролюминесцентный диод, также называемый светящимся диодом, он является полупроводниковым оптоэлектронным прибором, преобразующим электрическую энергию в энергию электромагнитного излучения, то есть свет. Самый простой светодиод — это полупроводниковый p-n переход, который при прямом смещении с достаточным напряжением излучает электромагнитное излучение в диапазоне от инфракрасного (IR) через видимый спектр до ультрафиолетового (UV).Конструкция и принципы работы светодиодаОсновным элементом светодиода является полупроводник (кристалл), пропускающий ток только в одном направлении. Под корпусом источника света находятся два электрода. При подключении положительного полюса питания к аноду, а отрицательного к катоду, происходит токовый поток.Работа светодиода основана на рекомбинации носителей заряда, заключающейся в переходе электронов с более высокого энергетического уровня на более низкий с сохранением импульса. Энергия электронов преобразуется в кванты электромагнитного излучения. Следует добавить, что в светодиодах также используется явление люминесценции, иначе говоря — излучения световых волн под воздействием нетермических факторов. В полупроводнике образуетсяp-n переход. В слое «n» накапливаются электроны, а в слое «p» — так называемые дырки. При подаче тока электроны перепрыгивают в дырки, выделяя энергию в виде света.
Расчёт сопротивления для светодиода
Сначала следует помнить, что при подключении светодиода к цепи необходимо использовать резистор, так как без него диод полностью выйдет из строя из-за чрезмерного тока. Параметр, определяющий максимальный ток, который может протекать через диод без риска его повреждения — это ток прямого смещения. Он зависит от материала изготовления диода (для выпрямительного диода это кремний, а для светодиодных — полупроводниковый материал, зависящий от цвета свечения).Напряжение прямого смещения — это минимальное напряжение, при котором выбранный светодиод начнёт светиться, что обусловлено протеканием тока.Информацию о максимальном прямом токе конкретного диода можно найти в каталожных данных, но это может быть сложно, особенно если неизвестно происхождение диода.Типично для светодиодов максимальное значение прямого тока находится в пределах 20-30 мА, хотя большинство традиционных светодиодов хорошо светят при токах меньше 10 мА, обычно 2-3 мА.Напряжение на диоде зависит от цвета света диода, а значит и от материала, из которого он изготовлен.Итак, как подобрать резистор для диода? Это несложно, если применить основные законы электрических цепей. Второй закон Кирхгофа гласит, что сумма падений напряжений на отдельных элементах цепи равна напряжению питания этой цепи. Согласно этому закону сумма падений напряжений на диоде и резисторе должна равняться напряжению питания.
Uпит= Uдиода+ UR
После преобразования формулы, напряжение на резисторе равно разности между напряжением питания и напряжением на диоде
UR= Uпит- Uдиода
Зная сейчас напряжение на резисторе, можно определить, какой резистор подобрать, чтобы не повредить светодиод.Согласно формуле, сопротивление — это отношение напряжения на резисторе к току в цепи. Подставив значения напряжения и тока, сопротивление рассчитывается по формуле.R=U/I
Пример
У нас есть жёлтый светодиод без маркировки.Напряжение прямого смещения берём из таблицы, разумно принять 2,1 В. Ток в цепи устанавливаем 8 мА. Напряжение питания — 12 ВСогласно формуле, сопротивление резистора должно быть:R=(12-2,1)/0,008= 1237,5 ОмТакого резистора в продаже нет, нужно использовать резистор с близким значением сопротивления. Здесь применён резистор 1,2 кОм. Это не сильно повлияет на ток в цепи, так как изменение будет незначительным и им можно пренебречь. Проверим разницу, преобразовав формулу для сопротивления:I=U/R, значитI=(12-2,1)/1237,5=8мАI=(12-2,1)/1200=8,25мА(Рисунок №1)Напряжение прямого смещения — усреднённое значение из таблицы. Можно проверить, как изменится ток при крайних значениях из таблицы. Предполагаем, что источник питания ровно 12 В, а резистор — ровно 1,2 кОм.Максимальный ток=(12-2)/1200=8,33мАМинимальный ток=(12-2,3)/1200=8,083мАКак видим, максимальная разница между токами около 0,25 мА, то есть приблизительно 3%.Важна не только величина тока, но и напряжение питания: при низком напряжении колебания вызовут резкие изменения тока.Нужно стремиться к тому, чтобы на резисторе падало как можно больше напряжения для лучшей стабилизации тока диода. Однако золотая середина здесь важна, потому что при большом напряжении на резисторе увеличивается мощность, потребляемая от источника питания.
Светодиоды в InterElcom
Пример широко используемого светодиода — это зелёный диффузный светодиод 3 мм. Этот диод — один из самых популярных. Он излучает свет в диапазоне видимого света. Идеально подходит для различных проектов.Мы являемся авторизованным дистрибьютором электронных компонентов, включая светодиодные диоды. Мы занимаемся оптовой торговлей, уделяя особое внимание высочайшему качеству. Особое внимание уделяем наличию продукции и конкурентоспособным ценам. Отслеживаем потребности клиентов для постоянного обновления ассортимента. Сотрудничаем с ведущими производителями электронных компонентов и устройств со всего мира. Как независимый дистрибьютор, компания InterElcom имеет крупнейший склад оптоэлектроники в Польше. Благодаря этому продукция InterElcom — одна из лучших на рынке.Многолетний опыт и непрерывное развитие сотрудников InterElcom обеспечивают профессиональное обслуживание и комплексную помощь в подборе электронных компонентов. Мы стремимся к тому, чтобы клиент, выбирая нашу продукцию, был уверен в подходящем решении для себя.Источники:https://mechatronikadlawszystkich.pl/tematy/elektronika/diody-ledhttps://forbot.pl/blog/jak-dobrac-rezystor-do-diody-rozne-metody-zasilania-led-id14482https://botland.com.pl/blog/dobieranie-rezystora-do-diody/https://rezystore.pl/diody-led/5015-dioda-led-rozne-warianty-.html
Напряжение прямого смещения — усреднённое значение из таблицы. Можно проверить, как изменится ток при крайних значениях из таблицы. Предполагаем, что источник питания ровно 12 В, а резистор — ровно 1,2 кОм. Максимальный ток=(12-2)/1200=8,33мА Минимальный ток=(12-2,3)/1200=8,083мА Как видим, максимальная разница между токами около 0,25 мА, то есть приблизительно 3%. Важна не только величина тока, но и напряжение питания: при низком напряжении колебания вызовут резкие изменения тока. Нужно стремиться к тому, чтобы на резисторе падало как можно больше напряжения для лучшей стабилизации тока диода. Однако золотая середина здесь важна, потому что при большом напряжении на резисторе увеличивается мощность, потребляемая от источника питания. 
