ทำลาย LED ในทิศทางตรงกันข้ามอะไร

16

เมื่อ LED ถูกรวมอยู่ในวงจรที่ใช้แรงดันย้อนกลับที่เกินกว่าการแยกถอยหลังกระแสไฟฟ้าย้อนกลับสามารถไหลได้และ LED อาจถูกทำลาย แต่อะไรคือสิ่งที่ทำลายไฟ LED จริง ๆ : มันเป็นแรงดันย้อนกลับหรือมันเป็นกระแสย้อนกลับที่ทำให้เกิดการไหลหรือเป็นเพียงการกระจายพลังงานโดยรวมที่เกิดจากกระแสย้อนกลับและแรงดันไฟฟ้าเกินพิกัดของอุปกรณ์? หรืออย่างอื่น?

ยกตัวอย่างเช่นถ้าฉันเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์ในแบบย้อนกลับไปยัง LED ที่หยุดลงที่ 5 โวลต์ผ่านตัวต้านทานตัวต้านทานของกระแสย้อนกลับจะทำให้แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานซึ่งจะ จำกัด แรงดันไฟฟ้าบน อุปกรณ์ที่มีค่าการสลายย้อนกลับ (และกำหนดกระแสที่จะไหล) - คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นในทิศทางไปข้างหน้า ในตัวมันเองจะทำลาย LED ตราบใดที่พลังงานโดยรวมอยู่ในระดับ LED?

โดยปกติแล้วจะวางไดโอดปกติขนานกับ LED ในทิศทางกลับกันเพื่อ จำกัด แรงดันไฟฟ้าย้อนกลับ LED ที่ 0.7 โวลต์หรือประมาณนั้น แต่อาจมีสถานการณ์ที่อาจเป็นไปไม่ได้หรือประหยัดได้ ฉันแค่พยายามที่จะเข้าใจว่ามีความยืดหยุ่นในการออกแบบวงจรมากแค่ไหนฉันอาจต้องทำตามข้อกำหนดที่แตกต่างกัน

และหากเป็นไปได้ที่จะแสดงให้เห็นถึง LED ไปเป็นแรงดันย้อนกลับควรระมัดระวังสิ่งใดเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายและพารามิเตอร์จำเพาะที่เกี่ยวข้อง?

led voltage damage

— พอลทอด
แหล่งที่มา

ในความพยายามที่จะปรับปรุงการป้องกัน ESD ในการเชื่อมโยง RS232 ฉันลอง LED สีขาวราคาถูกบนเส้น TX และทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายพลาสติกใส (ที่ดูเหมือน LED) บนบรรทัด RX ทั้งคู่ถูกใส่เข้าไปในท่อพลาสติกขนาด 1 " . มันทำงานได้ดี แต่ผมไม่เริ่มเห็นความล้มเหลวของ LED ไม่กี่แห่งที่นำฉันไปสนทนานี้.

— คริส

ฉันลองใช้การค้นหาแบบตาต่อไปนี้และตัวอย่างข้อมูลแรกจากโคโลราโดสหรัฐอเมริกาสถาบันการศึกษาในสหรัฐอเมริกาดูน่าสนใจการอ่านมากพอที่จะทำให้ทุกคนมีความสุข - google.com/search?q=led+reverse+breakdown+mechanisms

— KalleMP

4

ESD ดูเหมือนจะก่อให้เกิดความเสียหายเนื่องจากจุดร้อนหรือความเสียหายอื่น ๆ ฉันได้เห็นความล้มเหลวของเฮเทอโรไฟฟ้า LED ที่ดูเหมือนจะเป็นบางส่วน

ความล้มเหลวของกระแสไฟฟ้ากระแสตรงในทางกลับกันอาจเกี่ยวข้องกับการกระจายพลังงาน แต่อาจไม่ฉลาดในการใช้งาน การแยกย่อยอาจจะค่อนข้างสูงดังนั้นกระแสที่อนุญาตอาจค่อนข้างต่ำ (อาจน้อยกว่า 1mA)

ที่ปลอดภัยที่สุดคือการปฏิบัติตามคำแนะนำในแผ่นข้อมูล LED - โดยปกติแล้ว 5V จะรับประกันว่าจะมีการย้อนกลับ ไฟ LED หลายประเภทมีการแตกหักแรงดันย้อนกลับที่เกิดขึ้นจริงสูงกว่ามาก (อาจเป็น 15V ถึง 70V) แต่ก็ไม่ฉลาดที่จะขึ้นอยู่กับมัน - ผู้ผลิต LED สามารถเปลี่ยนผู้ผลิตชิปหรือกระบวนการหรือการจัดซื้อ

สถานการณ์ทั่วไปที่ LED สัมผัสกับแรงดันย้อนกลับคือเมื่อมีการใช้งานในการกำหนดค่าแบบมัลติเพล็กซ์พวกเขาจะเห็นถึงแรงดันไฟฟ้าในการย้อนกลับ มันไม่ได้เป็นความคิดที่ดีสำหรับประสิทธิภาพในการทำให้แรงดันไฟฟ้าสูงกว่าผลรวมของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าซีรีย์ LED (บ่อยครั้ง แต่ไม่เสมอไปมีเพียงแค่ LED หนึ่งหลอดเท่านั้น) ตัวอย่างเช่นคุณอาจใช้ 5V สำหรับอาร์เรย์ LED 2-3V เดี่ยวหรือ 12V สำหรับอาร์เรย์ของสตริงชุดที่มี 6-9V ต่อสตริง เนื่องจาก LED แต่ละตัวสามารถใช้ 5V แต่ละตัวได้ (โดยปกติจะรับประกัน) คุณจะสบายดีในกรณีใดกรณีหนึ่ง

ดูคำแนะนำที่ดี gif นี้ :

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

— Spehro Pefhany
แหล่งที่มา

หืมถ้าโดย ESD คุณอาจรวมถึงเครื่องทำความร้อนในท้องถิ่น .. จากการไหลของกระแสเกิน .. ฉันเชื่อว่า

— George Herold

@ GeorgeHerold ดีฉันหลีกเลี่ยงการพูดคุยเกี่ยวกับความเสียหายพัลซิ่งนอกเหนือจาก ESD อย่างชาญฉลาด แต่ฉันคิดว่ามีปัญหาที่คล้ายกันที่เป็นไปได้จากกระแสไฟฟ้าซ้ำ ๆ อาจเกิดความเสียหายกับโลหะและเซมิคอนดักเตอร์

— Spehro Pefhany

ฉันนึกภาพพลังงานสูงที่เกี่ยวข้องกับการสลายแบบย้อนกลับ (โดยเฉพาะถ้าอยู่ใกล้พื้นผิว) อาจทำให้เกิดการเคลื่อนย้ายแนะนำกับดักประจุใหม่และกระตุ้นการรวมตัวกันของ SRH ใหม่ซึ่งช่วยลดการปล่อยโฟตอน

— ซูลู

2

วิ่งข้าม oldish (2007) โพสต์ Usenet จาก Don Klipstein ผู้ซึ่งเห็นว่าแม้พลังงาน / พลังงานที่ค่อนข้างเล็ก (น้อยกว่า 2-3 mW) อาจทำให้เกิดปัญหากับ LED GaN และ InGaN (LED ส่วนใหญ่ที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าสีเขียว) ฉันเล่นกับไฟ LED สีเขียวที่แรงดันไฟฟ้าย้อนกลับ / กระแสสูง แต่จะไม่ทำสิ่งนี้ในผลิตภัณฑ์โดยไม่มีการวิจัยเพิ่มเติม

— Spehro Pefhany

@SpehroPefhany สนุกที่สุดที่ฉันเคยมีกับ LED แบบเอนเอียงแบบย้อนกลับอยู่ที่นี่แล้ว Teachspin.com/newsletters/TeachSpin_MAY13FINALFOR%20WEB.pdf LED ทั้ง AND113-R หรือ AND114-R (113 มีเคสที่ชัดเจนกว่าและมากกว่า มีความอ่อนไหว)

— George Herold

3

เอกสารข้อมูลส่วนใหญ่จากผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงและเป็นที่ยอมรับรวมถึง Vishay และอื่น ๆ แสดงแรงดันพังทลายของ 5V และกระแสย้อนกลับ 10 ถึง 50uA นั่นไม่เป็นความจริง ฉันเพิ่งทดสอบไฟ LED สีขาว, สีแดงและสีเขียวโดยมีแหล่งจ่ายไฟ 0-30V และตัวต้านทาน 1k เป็นอนุกรมการวัดแรงดันไฟฟ้าของไฟ LED และกระแสในวงจร นี่คือผลลัพธ์: White 9V = 0.4uA, 13V = 1uA / แดง 5.3V = 0.3uA, 6.7V = 0.5uA, 12.5V = 1uA / Green 5.11V = 0.3uA, 6.5V = 0.5uA, 9.9V = 1uA . ดังนั้นจึงไม่มีการนำไปสู่การนำเสนออะไรเกือบครึ่ง microAmper ที่ 5V ตามที่ระบุไว้ผู้ผลิตและหลังจาก 10V พวกเขานำเสนอหนึ่ง microAmpere ไม่เพียงพอที่จะทำให้ส่วนประกอบเสียหาย ตามสิ่งที่ฉันอ่านมันจะต้องกลับอย่างน้อย 1mA เพื่อเพิ่มพื้นที่พร่อง

Wagnerlip

— Wagnerlip
แหล่งที่มา

ฉันไม่คิดว่าคุณเข้าใจสิ่งที่แผ่นข้อมูลบอกคุณ แผ่นข้อมูลบอกว่าไม่มีไฟ LED ใด ๆ ที่จะสลายที่แรงดันย้อนกลับน้อยกว่า 5V หรือดำเนินกระแสย้อนกลับมากกว่า 50uA ภายใต้เงื่อนไขเหล่านั้น ดูเหมือนว่าไฟ LED ทั้งหมดของคุณจะเป็นไปตามแผ่นข้อมูล

— Elliot Alderson

2

ไดโอดมีคุณสมบัติที่สร้างสิ่งที่เรียกว่าภูมิภาคพร่อง นี่คือสิ่งกีดขวางซึ่งป้องกันไม่ให้กระแสไหลผ่านมันด้วยอคติไปข้างหน้าจนกว่าขอบเขตการพร่องจะลดลง

การไบอัสแบบย้อนกลับไดโอดจะเพิ่มพื้นที่พร่องซึ่งทำหน้าที่เหมือนประตูทางเดียว อย่างไรก็ตามหากคุณใช้แรงดันไฟฟ้ามากพอกลไกจะพังทลายลงและกระแสไฟไหลไม่ทางใดก็ทางหนึ่งหลังจากที่ทางแยก PN สั้นและไดโอดนั้นถูกทำลาย

โดยทั่วไปสิ่งที่ทำลายไดโอดคือการกระจายพลังงานหรือสิ่งที่ทำให้ไดโอดจะมีการเปลี่ยนแปลงทางร่างกาย โดยทั่วไปเคส bais กลับอาจเกินกำลังการกระจายพลังงานปกติของเคส Bias ไปข้างหน้าก่อนที่มันจะทำให้อุปกรณ์เสียหาย

อย่างไรก็ตามมีบางประเภทของไดโอดเช่นซีเนอร์ไดโอดซึ่งทำขึ้นเพื่อย้อนกลับที่แรงดันเฉพาะซึ่งทำให้พวกเขามีประโยชน์ในการอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าและขีด จำกัด

สำหรับกรณี 12v บน LED 5v ในทางทฤษฎีโดยใช้ตัวต้านทาน จำกัด เพื่อลดกระแส (และปล่อยแรงดันไบอัสย้อนกลับอย่างไรก็ตาม) ในทางทฤษฎีไม่ควรทำลาย LED บางคนให้อภัยมากกว่าคนอื่น

สำหรับคำถามสุดท้ายของคุณฉันสงสัยว่าคุณจะใช้แรงดันย้อนกลับกับสถานการณ์อย่างไร มักจะมีการป้องกันนำไปใช้ก่อนที่จะถึง LED

— Korozjin
แหล่งที่มา

1

LED ยังคงเป็นไดโอดในทางกลับกันพวกมันจะถล่ม
(แม้ว่าฉันจะไม่ได้ทำอะไรเลยเหมือนกับการค้นหาที่ละเอียดถี่ถ้วน แต่ฉันไม่เคยพบ LED ที่แตกกลับด้านล่างน้อยกว่า 20V)
มันเป็นการคาดเดาของฉันว่ามันเป็นการกระจายความร้อน / พลังงานที่จะฆ่า LED ในภาษาเรเวีย ดังนั้นตราบใดที่คุณ จำกัด กระแสไฟฟ้าให้น้อยกว่า ~ 10 mW LED ก็สามารถจัดการไบแอสแบบย้อนกลับได้ IME

— George Herold
แหล่งที่มา

1

จากประสบการณ์ของฉันไฟ LED สีแดงขนาดมาตรฐาน 3 มม. และ 5 มม. สามารถบล็อก 12V ได้อย่างง่ายดายดังนั้นฉันจึงใช้พวกมันเป็นการป้องกันกระแสไฟฟ้าย้อนกลับในระบบ 12V ที่กระแสประมาณ 10 mA ห้ามใช้กับระบบ 24 โวลต์ไฟ LED บางดวงเสียชีวิตประมาณ 30V

— หมกหมุ่น
แหล่งที่มา

ดังนั้นจะดีไหมถ้าฉันใส่ LED กลับด้านเพื่อตรวจจับขั้วที่ไม่ถูกต้อง? ฉันหมายถึงฉันใส่ LED กลับด้านในวงจร ฉันต้องการให้ไฟ LED สว่างขึ้นถ้าฉันกลับขั้วของวงจร วงจร 5V 5V ไฟ LED จะตายหรือไม่ถ้าฉันทำสิ่งนี้?

— Oki Erie Rinaldi

ที่ 5V มันดีคุณไม่มีปัญหา

— ออทิสติก

-2

ตัวต้านทานซีรีย์ที่คุณเลือก (จำเป็นในกรณีนี้) จะป้องกัน LED (ไดโอดด้วยฟังก์ชั่นอื่น ๆ ) ในวงจร ac หรือเมื่อเอนเอียงกลับ เลือกตัวต้านทานนี้ตามแผ่นข้อมูลจำเพาะสำหรับ LED เฉพาะของคุณ

— ไมค์เอช
แหล่งที่มา

ยินดีต้อนรับสู่ EE.SE มันไม่ถูกต้องนัก ตัวต้านทานจะ จำกัด กระแสเมื่อการแตกกลับเกิดขึ้น แต่ไม่เช่นนั้นจะอนุญาตให้ใช้แรงดันย้อนกลับแบบเต็มกับ LED พิจารณากรณีของตัวต้านทานความต้านทานสูงและไฟ LED ซีรีส์ทั่วทั้งแหล่งจ่ายไฟหลัก ไม่น่าจะเป็นไปได้ ฉันได้เขียนเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อที่นี่ คุณสามารถ "โชคดี" ได้ขึ้นอยู่กับชุดของ LED (ฉันไม่ได้ลงคะแนนเลย)

— Transistor