Sztuczki z diodami LED Diody elektroluminescencyjne oznaczane

advertisement
Sztuczki z diodami LED
Diody elektroluminescencyjne oznaczane angielskim akronimem LED (light-emitting diode) i
nazywane potocznie „ledami” są symbolem współczesności. Niemal całkowicie zastąpiły one
żarówki wskaźnikowe i pewnie niebawem będą podstawowym elementem większości sprzętu
oświetleniowego. Głównym ich zadaniem jest wysokosprawne przetwarzanie energii
elektrycznej na energię świetlną.
To jednak zastosowanie zostawmy tutaj na boku pytając, czy można diody tego typu
wykorzystać w innych celach? Okazuje się, że tak - np. do detekcji koloru.
LED nie są co prawda nazbyt czułymi detektorami, ale za pomocą dostatecznie czułego
woltomierza, lub budując prosty układ jak np. na rys. 1. dla wzmocnienia efektu detekcyjnego
można się łatwo przekonać, że dość wyraźnie reagują na światło.
~pF
~470M
+
Rys. 1. Detektor kolorów
Dioda reagując na światło generuje maksimum prądu dla barwy odpowiadającej swojemu
kolorowi. Dla LED czerwonych będzie to o światło o długości fali ok. 630 nm, dla zielonych
ok. 550 nm, zaś niebieskich ok. 420 nm. Wszystkie diody mają taką własność, z tym, że jedne
są bardziej a inne mniej efektywne. Jeśli więc potrzeba, a w zasięgu nie ma akurat diody
światłoczułej można ją od biedy zastąpić diodą LED. Podobna sztuczka udaje się
z tranzystorem w metalowej obudowie. Trzeba tylko ostrożnie odpiłować jej wieczko.
Interesującym zastosowaniem diod świecących jest użycie ich do stabilizacji niskich
napięć. Typowy układ pełniący taką rolę wykorzystuje napięcie przebicia diody Zenera
(rys. 2). Pracuje on poprawnie dla napięć powyżej ok. 3 V, jednak uzyskanie napięcia
wyjściowego o wartości z przedziału od ok. 2 do 3 V może okazać się trudne, z uwagi na
fakt, że typowe diody Zenera produkuje się na min. napięcie ok. 2 V. W układzie
stabilizującym z tranzystorem krzemowym (UBE = 0,6 V) otrzyma się na wyjściu 2,6 V, czyli
trochę za dużo.
Rys. 2. Stabilizator napięcia z diodą Zenera
Istnieją oczywiście konstrukcje specjalne, ale na ogół pod ręką ma się elementy typowe
i często przy realizacji układów modelowych trzeba polegać wyłącznie na nich.
Można w takim wypadku poradzić sobie stosując w miejsce diody Zenera element typu LED
podłączony w kierunku przewodzenia. Dla niskich napięć może on działać nawet nieco lepiej,
ponieważ włącza się w kierunku przewodzenia nieco szybciej niż dioda Zenera w kierunku
zaporowym. Po przekroczeniu progu włączenia prąd Zenera rośnie gwałtownie dla napięć
wyższych, typowo powyżej 6…7 V. Poniżej tych wartości załączanie tego typu diody jest
wolniejsze. Fakt ten można zauważyć na rys. 3.
Rys. 3. Charakterystyki prądowo-napięciowe różnych diod Zenera w kierunku zaporowym
i dwóch diod LED w kierunku przewodzenia
Diody (także podczerwone) dobiera się zależnie od potrzebnego napięcia. W tabeli podane
zostały przedziały napięć progowych dla różnych LED.
TAB. 1. NAPIĘCIA PROGOWE DLA RÓŻNYCH DIOD ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH
kolor
czerwona
zielona
żółta
niebieska
zakres napięć
progowych [V]
1,6 - 2,4
1,8 - 3,4
2,2 - 3,0
3,2 - 4,5
Można więc wybierać z zakresu 1,6 do 4,5 V. Jeśli sięgnąć do wnętrza należącego do
przeciętnego elektronika pudełka z elementami, to łatwo zauważyć, że diody Zenera na
pożądane w danym momencie napięcie się raczej nie znajdzie. Z łatwością znajdzie się jednak
LED i diody zwykłe (próg załączenia dla zwykłych diod krzemowych wynosi ok. 0,6 V, a
germanowych 0,2 V), a ponieważ można je szeregowo łączyć to stosunkowo łatwo daje się
„zorganizować” element stabilizujący napięcia do wartości nawet kilkunastu V.
Jako ciekawostkę można podać, że diodę Zenera na napięcie ok. 5 V można także uzyskać
wykorzystując kierunek zaporowy złącza baza-emiter niemal każdego bipolarnego tranzystora
krzemowego.
Właściwości stabilizujące napięcie można też wykorzystać do stabilizacji
prądu,
w szczególności prądu własnego. Pokazany na rys. 4 sposób połączenia diody świecącej
i tranzystora polowego może okazać się przydatny jeśli napięcie sterujące diodą zmienia się
w szerokim zakresie.
Rys. 4. Zasilanie diody LED w szerokim zakresie napięć
Maksymalne napięcie zasilania limitowane jest tu jedynie wytrzymałością napięciową oraz
mocą tranzystora. Na ogół limit ten wynosi ok. 30 V.
m.p.
Download
Random flashcards
123

2 Cards oauth2_google_0a87d737-559d-4799-9194-d76e8d2e5390

bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

66+6+6+

2 Cards basiek49

Pomiary elektr

2 Cards m.duchnowski

Create flashcards