Однажды, в магазине на отделе радиодетали мне пришлось стать свидетелем жудкого зрелища. Продавщица проверяла светодиоды подключая их к плоской батарейке напряжением 4,5V (как проверяют лампочки). Причем, она это делала со знанием дела, - объясняя что, проверяет какие светодиоды на какое напряжение, - если вспыхнет ярко и быстро нагреется, значит на 1,5V, если не нагреется, значит на 4V, если горит тускло, значит на 6V, а если вообще не горит, то на 12V.
При этом, удивительным образом, некоторые светодиоды на напряжение 1,5V, мутировали, превращаясь, по ее мнению, в светодиоды на 12V (вообще перегорали). Все мои скромные протесты по данному поводу, воспринимались данным работником торговли резко отрицательно (как признак моей технической безграмотности).
Перенесенные «потрясения» побудили меня к написанию этой заметки И так, уважаемые работники торговли (а так же и все другие, кому это интересно), в этой заметке я хочу разъяснить, в чем разница между светодиодом и лампой накаливания
На рисунке 1 показана вольт-амперная характеристика идеального активного сопротивления, величина которого никак не меняется от приложенного напряжения или тока. Как видно, здесь все работает четко по Закону Ома. С увеличением напряжения линейно и пропорционально увеличивается ток.
На втором графике (рис. 2) приводится ВАХ (вольт-амперная характеристика) лампы накаливания. Как видно, с увеличением напряжения на лампе ток увеличивается в меньшей степени и не линейно. Это связано с тем, что нить накала лампы накаливания металлическая, и с увеличением тока (и напряжения) она нагревается сильнее и сильнее.
Как известно, с нагревом сопротивление металла возрастает, а раз так, то ток увеличивается в меньшей степени. Это свойство ламп накаливания иногда используют в электронике, когда нужно стабилизировать ток, например, в схемах некоторых синусоидальных генераторов.
ВАХ светодиода показана на рисунке 3. Это практически ВАХ обычного диода (отрицательная ветвь не показана), поскольку светодиод и является диодом, который светится при пропускании через него прямого тока. Как и у любого диода, у светодиода есть некоторая барьерная точка (U1), до которой сопротивление диода велико.
Но, после достижения напряжением этой точки диод (и светодиод) открывается, - диод проявляет свои свойства односторонней проводимости, а светодиод начинает светиться. Дальнейшее повышение напряжения приводит только к резкому снижению сопротивления диода. Напряжение на нем повышается несильно, но ток возрастает стремительно.
Фактически, светодиод стремится стабилизировать напряжение источника на уровне своего барьерного напряжения. Можно сказать, что начинается «борьба» между источником напряжения и светодиодом. Каждый стремится «отстоять» свое напряжение.
При напряжении источника 4,5V и напряжении падения на светодиоде 1,5V идет борьба за 3V. И, при свежей «батарейке», в проигрыше часто оказывается светодиод. Ток через него превышает допустимое значение, и он перегорает.
Именно поэтому, в схемах на светодиодах всегда последовательно светодиоду включен токоограничительный резистор. Этот резистор нужен, чтобы на нем «повисли» эти «спорные», в данном случае, 3V, и каждый остался при своем.
Так как же измерить «на какое напряжение» светодиод? Если есть мультиметр (или другой вольтметр) можно собрать схему, показанную на рисунке 4 Поскольку, сейчас часто встречаются светодиоды на 6 или 7V желательно взять «батарейку» на 9V («Крона»). Подключить к ней, через токоограничительный резистор, сопротивлением, например, 1К, светодиод, так чтобы он светился, и измерить на нем напряжение. То, что покажет мультиметр и будет тем самым напряжением, «на которое» этот светодиод.
Можно обойтись и без мультиметра, если есть сетевой источник с переключаемым выходным напряжением (например, универсальный сетевой адаптер с выходными напряжениями 1,5V, 3V, 4,5V, 6V, 9V, 12V). Подключаете к нему светодиод через токоограничительный резистор и повышаете напряжение от минимального до тех пор, пока светодиод не загорится. Это и будет, примерно, то напряжение «на которое» этот светодиод.
