LED, Light Emitting Diode, Lysdiod

Lysdioder, LED (Light Emitting Diode) sänder ut ljus (fotoner) när ström sänds i framriktningen från P- till N-materialet. Ljuset som har ett ganska väldefinierat spektrum skapas genom en kombination av laddningsbärare i PN-övergången. Som halvledarmaterial används främst ämnen i grupperna III och V men även från II och IV i det periodiska systemet. Dessa kallas därför III-V eller II-IV material. De vanligaste materialen och deras typiska färg (ljusvåglängd) är:

Lysdioden förspänns i framriktningen. Därför måste strömmen begränsas med ett seriemotstånd. Framspänningsfallet är cirka 1,4 V för GaAs, 2 V för GaAsP och 3 V för GaP. Katodledningen är normal kortare än anodledningen för hålmonterade dioder och ytmonterade dioder är normalt katodsidan märkt med färg. Lysdioden förekommer som fristående komponent eller ingår som del i segmenterade moduler (displayer) men också i knappar med inbyggd belysning. Tvåfärgade dioder utnyttjar två parallellkopplade men olikvända dioder och kan utnyttjas för enkel indikering eller flerfärgskombinationer i displayer och knappar.
Källa: ELFA-katalog 50 (2002)

Hur man väljer strömbegränsningsmotstånd till lysdioder

Framspänningsfallet över dioden kan mätas av de flesta multimetrar. Över denna lysdiod uppmättes det till 1,734v. Detta varierar från lysdiod till lysdiod och varierar kraftigt mellan olika färger på lysdioderna.

Med en enkel formel räknar man sen ut att seriemotståndet som skall kopplas till lysdioderna.

Det enda man behöver kunna är Ohms lag. dvs U = R * I

R = (U_in - U_F) / I_Fmax

I detta fall har jag använt 12v som inspänning och en lysdiod med framspänningsfallet 1,734v. Eftersom I_Fmax i detta fall är okänd valde jag 20mA som är ungefär vad det flesta lysdioder är gjorda för.

R = (12-1,7) / 0,02

R= 515 Ohm

Eftersom 515 Ohm är ett motståndsvärde som inte finns tog jag ett på 330 Ohm och ett på 270 Ohm och seriekopplade dem. Det blir då 600 Ohm vilket ger en ström på 16,2mA. Fullt tillräckligt för att lysdioden ska lysa.

Strömmen som flyter genom kretsen är 15,96mA. Det är nära det värdet som räknades ut teoretiskt.

Detta visar hur en korrekt kopplad lysdiod beter sig.

För att man ska kunna få lysdioderna att lysa bra bör det totala framspänningsfallet var några volt lägre än matningsspänningen. 

Felkopplade lysdioder

Om däremot hoppar över motståndet kan lite olika saker hända.

1. Lysdioden/lysdioderna lyser mycket svagt.
2. Lysdioder lyser som den ska, men blir ganska varm
3. Lysdioden lyser, byter färg och slocknar.
4. Inget händer, lysdioden hinner inte ens tändas innan den har gått sönder

Lysdioderna bord lysa betydligt mer än såhär. Strömmen är 3,81mA och ökar hela tiden. Spänningen ligger på 12v. Sex gula lysdioder är det. 

Med två lysdioder och 5 volt hände lite annat. Strömmen är 40,8mA. Dubbelt så mycket mot vad den ska vara. Troligtvis kommer dessa att sluta fungera ganska snart.

Tar man i alldeles för mycket händer detta.

OBS. Detta expriment är utfört med ett strömbegränsat likspänningsaggregat avsett för exprimentella kopplingar och provkörning. Att göra samma sak på ett nätaggregat avsett för datorer kan medföra mycket obehagliga upplevelser i form av brand och andra allvarliga skador.

Slutsats, använd seriemotstånd.

Slutsats 2, bränd lysdiod luktar illa, mycket illa.

/OSkar000