Comment empêcher la LED de brûler ? : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Avant de dire comment empêcher la LED de brûler, nous devons dire ce qu'est la LED.

LED signifie diode électroluminescente, est un dispositif semi-conducteur qui émet une lumière visible d'une certaine couleur lorsque le courant le traverse et est fondamentalement différent des sources lumineuses conventionnelles telles que les lampes à incandescence, fluorescentes et à décharge de gaz. Il est constitué d'une très fine couche de matériau semi-conducteur assez fortement dopé.

Étape 1: Histoire de la LED

Semi-conducteurs

Les semi-conducteurs sont les matériaux qui ont une conductivité entre les conducteurs et les isolants tels que le germanium ou le silicium.

Les trous (sont les porteurs de charge électrique chargés positivement) et les électrons (sont les particules chargées négativement) sont les types de porteurs de charge responsables du flux de courant dans les semi-conducteurs.

Types de semi-conducteurs

1. Un matériau semi-conducteur intrinsèque n'est constitué que d'un seul type d'élément tel que le silicium.
2. Un semi-conducteur extrinsèque est un semi-conducteur dopé par une impureté spécifique (Semiconducteur impur) qui est capable de modifier ses propriétés électriques. Le processus d'ajout d'atomes d'impuretés au semi-conducteur pur est appelé dopage.

Semi-conducteur extrinsèque

Les semi-conducteurs extrinsèques peuvent être classés en:

• Semi-conducteur de type N: Lorsqu'un semi-conducteur pur tel que le (Silicium) est dopé avec une impureté pentavalente (P, As). Les électrons dans le semi-conducteur de type n sont des porteurs majoritaires et les trous sont des porteurs minoritaires.
• Semi-conducteur de type P: lorsqu'un semi-conducteur pur tel que le (silicium) est dopé avec une impureté trivalente (B, Al). Les trous dans le semi-conducteur de type p sont des porteurs majoritaires et les électrons sont des porteurs minoritaires.

Jonction P-N

Une jonction p-n est une frontière entre le semi-conducteur de type p (a un excès de trous) et le semi-conducteur de type n (a un excès d'électrons). La région d'épuisement agit comme un mur entre le type p et le type n et empêche un flux supplémentaire d'électrons libres et de trous.

Diode

La diode à semi-conducteur est l'une des applications des semi-conducteurs, est un dispositif à deux bornes qui se compose d'une jonction p-n et de contacts métalliques à leurs deux extrémités et a une faible résistance au flux de courant dans une direction.

La LED est l'une des applications de la diode semi-conductrice

Pour plus d'informations, consultez notre article sur les semi-conducteurs.

Étape 2: résistances de limitation de courant LED

Comment empêcher la LED de brûler ?

La connexion d'une LED directement à une source d'alimentation peut provoquer l'extinction d'une LED. Nous devons connecter une résistance en série entre la led et la source de tension, cette résistance appelée résistance de ballast et la résistance de ballast sert à limiter le courant traversant la led et à éviter qu'elle ne brûle.

Si la source de tension est égale à la chute de tension de la LED, aucune résistance n'est nécessaire.

La résistance de la résistance de ballast est facile à calculer avec la loi d'Ohm et les lois de circuit de Kirchhoff. La tension nominale de la LED est soustraite de la source de tension, puis divisée par le courant de fonctionnement souhaité de la LED.

Étape 3: Analyse (circuit LED avec résistance 1 Ohm)

Lorsque nous connectons une résistance qui a une valeur égale à 1 ohm en série entre la LED et la source de tension, nous remarquons que le courant circule dans un circuit avec une valeur égale à 808 mA (cette valeur est trop grande, peut faire griller une LED et absolu le courant maximum à travers la LED est de 20 mA).

Nous devons réduire la valeur du courant qui circule dans un circuit et la tension de la LED en changeant la valeur de la résistance jusqu'à ce que nous atteignions la valeur de la résistance qui fait qu'un courant qui circule dans un circuit 20 mA.

Étape 4: Analyse (modification de la valeur de résistance)

Lorsque nous modifions la valeur de la résistance de 1 ohm à 200 ohms, nous remarquons: Le courant qui circule dans un circuit est de 33,8 mA. La tension aux bornes de la led est de 2,18 V

Nous devons augmenter la valeur de la résistance jusqu'à ce que nous atteignions la valeur de la résistance qui fait un courant qui circule dans un circuit 20 mA.

Lorsque nous modifions la valeur de la résistance de 200 ohms à 300 ohms, nous remarquons: Le courant qui circule dans un circuit est de 22,9 mA. La tension aux bornes de la led est de 2,10 V

Lorsque nous modifions la valeur de la résistance de 300 ohms à 345 ohms, nous remarquons: Le courant qui circule dans un circuit est de 20,0 mA. La tension aux bornes de la led est de 2,08 V

Nous connaissons maintenant la limite d'une résistance de ballast (R>=345 Ohm) dont nous avons besoin pour limiter le courant traversant la LED et éviter qu'elle ne brûle.

Étape 5: Animations de circuits

nous remarquons des animations de circuit que

quand on augmente la valeur d'une résistance de ballast, la vitesse du courant diminue car une résistance de ballast est utilisée pour limiter le courant traversant la LED et éviter qu'elle ne brûle.

Merci d'avoir lu.