مدار واسط یک LED تکی

مدار واسط یک LED تکی:
در مطالب قبلی مجله فرادرس به این موضوع اشاره شد که LED، یک وسیله نیمه رسانا یک طرفه (Unidirectional) است که اگر در بایاس مستقیم قرار گیرد و کاتد (Cathode) دیود نسبت به آند (Anode) آن به اندازه کافی منفی شود، آن گاه می تواند گستره وسیعی از نورهای رنگی را در خروجی ایجاد کند.

بسته به نوع نیمه رسانای مورد استفاده در ساخت پیوند PN دیود، رنگ نور ساطع شده از آن و نیز ولتاژ بایاس مستقیم روشن شدن دیود، متغیر خواهد بود. متداول ترین رنگ های LEDها، شامل رنگ های آبی، قرمز، زرد و سبز هستند.

بر خلاف دیودهای سیگنال معمولی که دارای افت ولتاژ بایاس مستقیم در حدود 0٫7 ولت برای دیودهای نوع سیلیکونی و 0٫3 ولت برای دیودهای نوع ژرمانیومی هستند، دیودهای نورافشان یا LEDها افت ولتاژ بایاس مستقیم بیشتری دارند.

همچنین این دیودها زمانی که در بایاس مستقیم قرار بگیرند از خود نور مرئی منتشر می کنند.

یک LED عادی هنگام انتشار نور می تواند افت ولتاژ بایاس مستقیم (VLED) در حدود 1٫2 ولت تا 1٫6 ولت داشته باشد.

شدت روشنایی در LEDها به صورت مستقیم به جریان بایاس مستقیم آن ها بستگی دارد. چون LED در اصل یک نوع دیود است، در نتیجه به مقاومت محدود کننده جریان نیاز دارد تا از اتصال کوتاه منبع تغذیه، هنگامی که در بایاس مستقیم قرار می گیرد، جلوگیری شود.

در شکل زیر مدار واسط یک LED تکی نشان داده شده است.

LED را می توان به صورت مستقیم به اکثر پورت های واسط خروجی متصل کرد؛ زیرا برای عملکرد خود به جریان بایاس مستقیم بسیار کمی در بازه 5 میلی آمپر تا 25 میلی آمپر، نیاز دارد.

یک دیود نورافشان معمولی جریان بایاس مستقیم حدود 10 میلی آمپر لازم دارد تا مقدار نور کافی برای نمایش را از خود ساطع کند.

بنابراین اگر فرض کنیم یک دیود LED قرمز تکی دارای افت ولتاژ بایاس مستقیم در حدود 1٫6 ولت هنگام انتشار نور باشد و توسط پورت خروجی یک میکروکنترلر 5 ولتی، جریان 10 میلی آمپر را تامین کند، آن گاه مقدار مقاومت محدودکننده جریان RS مورد نیاز به صورت زیر محاسبه می شود:

اما در مقادیر پکیج مقاومت های E24 یا 5٪، مقاومت 340 اهمی وجود ندارد. بنابراین باید نزدیک ترین مقدار به آن را نتخاب کنیم.

دو مقاومت 330 اهم و 360 اهم نزدیک ترین مقادیر به 340 اهم هستند. در کاربردهای عملی، بسته به منبع تغذیهVS و جریان بایاس مستقیم مورد نیاز یعنیIF، هر مقدار مقاومت سری بین 150 اهم و 750 اهم به صورت مناسب عمل خواهد کرد.

البته باید به این نکته توجه کرد که در یک مدار سری، اهمیتی ندارد که کدام سمت از مقاومت و LED به یکدیگر متصل می شوند.

اما چون LED یک المان تک جهته محسوب می شود، در نتیجه باید به صورت صحیح متصل شود. اگر LED را به صورت اشتباه در مدار متصل کرد، آسیبی نمی بیند و فقط نور را از خود منتشر نمی کند.