Apa yang menghancurkan LED di arah sebaliknya?

Ketika LED dimasukkan dalam sirkuit yang menggunakan tegangan balik yang melebihi kerusakan terbalik, arus balik dapat mengalir dan LED mungkin hancur. Tetapi apa yang sebenarnya menghancurkan LED: apakah itu tegangan balik itu sendiri, atau apakah arus balik yang dibuat mengalir, atau apakah itu hanya pembuangan daya keseluruhan yang disebabkan oleh arus balik dan tegangan yang melebihi nilai perangkat? Atau sesuatu yang lain?

Jadi, misalnya, jika saya menghubungkan sumber 12 volt secara terbalik ke LED yang rusak pada 5 volt, melalui resistor, aliran arus balik akan menyebabkan penurunan tegangan pada resistor yang pada gilirannya dapat membatasi tegangan pada perangkat ke nilai kerusakan terbalik (dan dengan demikian menentukan arus yang akan mengalir) - agak mirip dengan apa yang terjadi di arah maju. Apakah ini dengan sendirinya menghancurkan LED selama total daya berada dalam peringkat LED?

Biasanya tentu saja, seseorang akan menempatkan dioda biasa secara paralel dengan LED dalam arah terbalik untuk membatasi tegangan balik LED menjadi 0,7 volt atau lebih, tetapi mungkin ada situasi di mana ini mungkin tidak mungkin atau ekonomis untuk dilakukan. Saya hanya mencoba memahami berapa banyak fleksibilitas desain sirkuit yang mungkin saya miliki untuk memenuhi persyaratan yang berbeda.

Dan jika memungkinkan untuk mengekspos LED ke tegangan balik, tindakan pencegahan apa yang harus diambil untuk menghindari kerusakan, dan parameter spesifikasi mana yang relevan?

ESD tampaknya menyebabkan kerusakan karena hot spot atau kerusakan lokal lainnya. Saya telah melihat kegagalan LED heterojunction yang tampaknya parsial.

Kegagalan dengan arus DC terbalik mungkin terkait dengan disipasi daya, tetapi mungkin tidak bijaksana untuk bergantung padanya. Breakdown bisa sangat tinggi, maka arus yang diijinkan bisa sangat rendah (mungkin kurang dari 1mA).

Paling aman adalah mengikuti rekomendasi lembar data LED - biasanya 5V atau lebih dijamin terbalik. Banyak jenis LED memiliki kerusakan tegangan balik sebenarnya jauh lebih tinggi (mungkin 15V ke 70V), tetapi tidak bijaksana untuk bergantung padanya - pembuat LED dapat mengubah pemasok atau proses chip atau pembelian dapat pergi ke vendor yang berbeda.

Situasi khas di mana LED terkena tegangan balik adalah ketika mereka dioperasikan dalam konfigurasi multiplexed - mereka akan melihat hingga tegangan suplai secara terbalik. Ini sebenarnya bukan ide yang bagus untuk efisiensi untuk membuat tegangan suplai lebih tinggi dari jumlah tegangan maju seri LED (sering, tetapi tidak selalu, hanya satu LED yang digunakan). Misalnya, Anda dapat menggunakan 5V untuk array LED 2-3V tunggal, atau 12V untuk array string seri dengan 6-9V per string. Karena masing-masing LED dapat mengambil masing-masing 5V (biasanya dijamin), Anda akan baik-baik saja.

Lihat instruksi bagus ini gif :

Sebagian besar lembar data dari pabrikan terkenal dan dihormati termasuk Vishay dan lainnya, menunjukkan tegangan breakdown 5V dan arus balik 10 hingga 50uA. Itu tidak benar. Saya baru saja menguji led putih, merah dan hijau, dengan catu daya 0-30V dan resistor 1k secara seri, mengukur tegangan di seluruh led, dan arus di sirkuit. Ini adalah hasilnya: Putih 9V = 0.4uA, 13V = 1uA / Merah 5.3V = 0.3uA, 6.7V = 0.5uA, 12.5V = 1uA / Hijau 5.11V = 0.3uA, 6.5V = 0.5uA, 9.9V = 1uA . Jadi, tidak ada led yang menyajikan hampir setengah microAmper pada 5V sebagaimana dinyatakan pabrikan, dan hanya setelah 10V mereka menghadirkan ONE microAmpere. Itu tidak cukup untuk merusak komponen. Menurut apa yang saya baca, perlu minimal 1mA terbalik untuk meningkatkan area penipisan.

Wagnerlip

Dioda memiliki properti yang membuat apa yang dikenal sebagai wilayah penipisan. Ini adalah penghalang yang mencegah arus mengalir melewatinya dengan bias maju sampai daerah penipisan diminimalkan (dropout tegangan maju).

Membalikkan bias dioda meningkatkan daerah penipisan, bertindak seperti pintu satu arah. Namun jika Anda menerapkan tegangan yang cukup untuk itu, mekanisme rusak dan arus mengalir dengan cara baik, biasanya setelah PN disingkat dan dioda dihancurkan secara efektif.

Pada dasarnya yang menghancurkan dioda adalah disipasi daya, atau apa pun yang menyebabkan dioda diubah secara fisik. Kasing reverse bais biasanya dapat melebihi disipasi daya normal dari kasing depan sebelum merusak perangkat.

Namun ada beberapa tipe dioda tertentu seperti dioda zener yang dibuat untuk dipecah secara terbalik pada tegangan tertentu, yang membuatnya berguna sebagai referensi dan pembatas tegangan.

Untuk kasus 12v pada 5v LED secara teori menggunakan resistor pembatas untuk mengurangi arus (dan melepaskan tegangan bias balik), secara teori, tidak boleh menghancurkan LED. Beberapa lebih memaafkan daripada yang lain.

Untuk pertanyaan terakhir Anda, saya ingin tahu skenario apa yang akan Anda gunakan untuk membalikkan tegangan? Biasanya ada perlindungan yang diterapkan sebelum sampai ke LED.

LED masih dioda, sebaliknya mereka akan longsoran salju.
(Meskipun saya belum melakukan pencarian yang lengkap, saya belum pernah menemukan LED yang rusak secara terbalik kurang dari 20V.)
Dugaan saya, bahwa disipasi panas / daya yang akan membunuh LED dalam penghormatan. Jadi selama Anda membatasi arus sehingga daya kurang dari ~ 10 mW LED dapat menangani bias balik, IME

Dalam pengalaman saya, LED merah standar 3mm dan 5mm dapat memblokir 12V dengan mudah jadi saya telah menggunakannya sebagai perlindungan polaritas terbalik di sistem 12V di mana saat ini sekitar 10 mA DONT menggunakannya pada sistem 24 Volt, beberapa LED mati sekitar. 30V

Pilihan Anda resistor seri (diperlukan dalam kasus ini) akan melindungi LED (dioda oleh fungsi lain) di sirkuit ac atau ketika bias terbalik. Pilih resistor ini berdasarkan lembar spesifikasi untuk LED khusus Anda.