Ich weiß, dass rote LEDs einen höheren Durchlassspannungsabfall haben als eine Siliziumdiode. Dies führt zu einer etwa 2,6-fach höheren Verlustleistung bei einem bestimmten Strom und damit zu einer 2,6- fach geringeren Nennstromstärke, aber 20 mA sind weit weniger als 1A. Und doch wird sich ein bescheidener 1N4001 nicht über 1A beschweren, aber eine 5-mm-LED (ungefähr die gleiche Größe) wird überhaupt nicht lange halten. Warum ist das?
Antworten:
Verpackung: Eine Leistungsdiode kann viel Material (Si und Metall) enthalten, um die Wärme aufzunehmen, wenn eine LED eine transparente Oberfläche und ein Gehäuse benötigt, um das Licht herauszulassen.
Verlustleistung: Wie Sie sagen, werden Leistungsdioden auf einen geringen Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung (leitend) getrimmt. Si-Dioden können bis zu 300 ... 500 mV betragen, im Gegensatz zu den typischen 650 ... 750 mV für kleine Signaldioden wie die 1N4148. LEDs haben typische Durchlassspannungen im Bereich von 1600 mV ... 2400 mV. Was den Chip stört, ist die Wärme, die durch die Verlustleistung erzeugt wird: P = V * I. Nehmen wir (der Einfachheit halber) an, dass eine LED und eine Leistungsdiode dieselbe Leistung verbrauchen. Mit einer Durchlassspannung einer LED, die fünfmal höher ist als die einer "normalen" Diode, kann die LED nur 1/5 des Stroms verarbeiten.
Prozessabgleich: Außerdem werden LEDs hauptsächlich für einen guten Wirkungsgrad (Lichtleistung in Bezug auf die elektrische Leistungsaufnahme) getrimmt, während Leistungsdioden für maximale Belastbarkeit getrimmt werden. Leistungsdioden können daher normalerweise bei höheren Temperaturen als LEDs betrieben werden. Tatsächlich fühlen sich Leistungsdioden bei Temperaturen, bei denen sich die LEDs aufzulösen beginnen, glücklich.
Dies sind nur sehr grobe Annäherungen, und die Leute, die an der Erforschung besserer Hochleistungs-LEDs arbeiten, schrecken wahrscheinlich zurück, wenn sie dies lesen, aber die Beispiele zeigen immer noch die allgemeine Antwort auf Ihre Frage ... Und sie zeigen, was die LED-Forschung anstrebt: Hoch -Temp-Chips, innovative Verpackungstechniken, um die Wärme vom Chip wegzuleiten, niedrige Durchlassspannungen (normalerweise definiert durch das Material und die am Prozess beteiligten Dotierstoffe - denken Sie daran, dass das Material die Farbe definiert und dass überhaupt nicht viel Material zur Verfügung steht einige Farben bauen), ...
Dies liegt hauptsächlich an unterschiedlichen Verbindungsbereichen. Die Leistungsdiode hat einen viel größeren Übergang. Ein typischer LED-Übergang ist 0,28 mm x 0,28 mm. Einige LEDs verbrauchen genauso viel Strom wie Leistungsdioden.