Що руйнує світлодіод у зворотному напрямку?

Якщо світлодіод включений у ланцюг, який подає зворотну напругу, що перевищує зворотну пробій, може протікати зворотний струм і світлодіод може бути знищений. Але що насправді руйнує світлодіод: чи це саме зворотне напруга, чи це зворотний струм, який зроблений для протікання, або це просто загальне розсіювання потужності, викликане зворотним струмом і напругою, що перевищує номінальний показник пристрою? Або щось інше?

Так, наприклад, якщо я підключую 12-вольтовий джерело зворотного струму до світлодіода, який руйнується на 5 вольт, через резистор, проходження зворотного струму призведе до падіння напруги через резистор, що, в свою чергу, може обмежити напругу на пристрій з його значенням зворотного розбиття (і тим самим визначити струм, який би протікав) - скоріше подібний до того, що відбувається у напрямку вперед. Чи може це само по собі знищити світлодіод до тих пір, поки загальна потужність була в межах світлодіодного рейтингу?

Звичайно, звичайно, слід розмістити звичайний діод паралельно світлодіоду в зворотному напрямку, щоб обмежити зворотну напругу світлодіода до 0,7 вольт або близько того, але можуть виникнути ситуації, коли це може бути неможливим чи економічним. Я просто намагаюся зрозуміти, наскільки гнучкість конструкції схеми, можливо, доведеться відповідати різним вимогам.

І якщо є можливість піднести світлодіод до зворотного напруги, які заходи безпеки слід вжити, щоб уникнути пошкоджень, і які параметри специфікації є актуальними?

Здається, що ШОЕ може завдати шкоди через гарячі місця або якісь інші локалізовані пошкодження. Я бачив несправності світлодіодних гетеропереходів, які здаються частковими.

Збій із струмом постійного струму в зворотному напрямку, ймовірно, пов'язаний з розсіюванням потужності, але може бути нерозумно від цього залежати. Поломка може бути досить високою, отже, допустимий струм може бути досить низьким (можливо, менше 1 мА).

Найбезпечніше - дотримуватися рекомендацій щодо світлодіодних аркушів, як правило, 5В або близько цього гарантується. Багато типів світлодіодів мають набагато більшу фактичну поломку зворотної напруги (можливо, від 15 В до 70 В), але від цього нерозумно залежати - виробник світлодіодів міг би змінити постачальника чипів чи процес чи придбання може перейти до іншого постачальника.

Типова ситуація, коли світлодіоди піддаються зворотній напрузі, це коли вони працюють в мультиплексованій конфігурації - вони будуть бачити до напруги живлення в зворотному напрямку. Це не дуже корисна ідея для ефективності зробити напругу живлення набагато вищою, ніж сума серійних світлодіодних напруг (часто, але не завжди, використовується лише один світлодіод). Наприклад, ви можете використовувати 5 В для одного світлодіодного масиву 2-3 В або 12 В для масиву рядкових рядків з 6-9 В на рядок. Оскільки окремі світлодіоди можуть приймати 5 В кожен (як правило, гарантовано), вам буде добре в будь-якому випадку.

Дивіться цей приємний gif-інструкцій із зображень :

Більшість таблиць даних відомих і шанованих виробників, включаючи Vishay та інших, показують напругу пробою 5 В і зворотний струм від 10 до 50uA. Це не правда. Я щойно випробовував білі, червоні та зелені світлодіоди, з блоком живлення 0-30 В та резистором 1 К послідовно, вимірюючи напругу на світлодіоді та струм у ланцюзі. Це результат: Білий 9В = 0,4уА, 13В = 1уА / Червоний 5,3В = 0,3уА, 6,7В = 0,5уА, 12,5В = 1уА / Зелений 5,11В = 0,3уА, 6,5В = 0,5уА, 9,9В = 1уА . Отже, жоден світлодіод не представив нічого близького до половини мікроампер на 5 В, як заявили виробники, і лише одразу після 10 В вони представили ОДИН мікроАмпер. Цього недостатньо для пошкодження компонента. Згідно з тим, що я прочитав, для збільшення площі виснаження знадобиться мінімум 1mA, зворотний.

Вагнерліп

Діоди мають властивості, які створюють так звану область виснаження. Це бар'єр, який запобігає протіканню струму по ньому з упередженим зміщенням до тих пір, поки область виснаження не буде мінімізована (падіння напруги вперед).

Зворотний зміщення діода збільшує область виснаження, діючи як дверцята в одну сторону. Однак якщо ви подаєте на нього достатню напругу, механізм руйнується і струм тече в будь-якому випадку, як правило, після короткого замикання ПЗ і діода ефективно руйнується.

В основному те, що руйнує діод, - це розсіювання енергії, або все, що викликає фізичний зміну діода. Випадок зворотної бази може, як правило, перевищувати нормальне розсіювання потужності прямого зміщення вперед, перш ніж це пошкодить пристрій.

Однак існують певні типи діодів, як ценерові діоди, які зроблені для руйнування в зворотному напрямку при певній напрузі, що робить їх корисними як посилання на напругу та обмежувачі.

У випадку 12В на 5В світлодіоді теоретично, використовуючи обмежувальний резистор для зменшення струму (і в будь-якому разі знижуючи напругу зворотного зміщення), теоретично не слід руйнувати світлодіод. Деякі прощають більше, ніж інші.

Для вашого останнього запитання мені цікаво, у якому сценарії ви б застосували зворотну напругу? Зазвичай застосовується захист, перш ніж потрапити на світлодіод.

Світлодіоди все ще діоди, в зворотному ухилі вони будуть лавиною.
(Хоча я і не робив нічого подібного до вичерпного пошуку, я ніколи не знаходив світлодіод, який виходить з ладу заднім ходом менше 20 В.)
Я здогадуюсь, що саме розсіювання тепла / потужності вбило б світлодіод у повазі. Отже, поки ви обмежите струм таким, що потужність менше ~ 10 мВт світлодіоди можуть працювати з зворотним зміщенням, IME

На мій досвід, стандартні 3-мм та 5-мм червоні світлодіоди можуть легко блокувати 12В, тому я використовував їх як захист від зворотної полярності в системах 12В, де струм становить приблизно 10 мА. 30В

Вибір серійного резистора (необхідного в цьому випадку) захищатиме світлодіод (діод за допомогою будь-якої іншої функції) в ланцюзі змінного струму або при зміні реверсу. Виберіть цей резистор на основі специфікаційного листа для вашого конкретного світлодіода.