ไดโอดเปล่งแสง

ที่มา : วารสาร SEMICONDUCTER ฉบับที่ 112 http://electronics.se-ed.com

              ไดโอดเปล่งแสงหรือ LED นี้สามารถนำไปใช้งานในการแสดงผลโดยทั่วๆไป ถ้าไม่ต้องการความสว่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับหลอดไฟธรรมดาแล้วจะเห็นว่าไดโอดเปล่งแสงนี้สามารถทำงานโดยใช้แรงดัน
และกระแสไฟที่น้อยกว่ามาก ปกติจะใช้กระแสอยู่ช่วงระหว่าง 5 - 20 มิลลิแอมป์


รูปที่ 1 สัญลักษณ์และตัวถังของไดโอดเปล่งแสง

ไดโอดเปล่งแสงนี้มีรูปร่างและขนาดต่างๆกันตามการใช้งาน ไดโอดเปล่งแสงแบบหัวมน โดยปกติจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มิลลิเมตร และ 5 มิลลิเมตร ซึ่งทำด้วยพลาสติกโปร่งแสงดูตัวอย่างในรูปที่ 1 และถ้าเป็นแบบสี่เหลี่ยมจะมีขนาด 5*2 มิลลิเมตร มุมในการมองเห็นของไดโอดเปล่งแสงแบบหัวมนนี้จะอยู่ในช่วง 20 - 40 องศา แต่ถ้าเป็นไดโอดเปล่งแสงแบบสี่เหลี่ยมมุมในการมองเห็นจะเพิ่มขึ้นเป็นถึง 100 องศา คุณสมบัติของไดโอดเปล่งแสงโดยทั่วๆไป แสดงไว้ดังตารางข้างล่าง

 

รูปที่ 2 วงจรใช้งานปกติของไดโอดเปล่งแสง

ปกติการใช้งานไดโอดเปล่งแสงก็จะต่อดัง รูปที่ 2 สามารถคำนวณได้ดังสูตร R = VF คือ แรงดันตกคร่อมไดโอดเปล่งแสงขณะนำกระแส เพื่อความสะดวกในการคำนวณจะกำหนดค่า VF เท่ากับ 2 โวลต์ จะได้ค่าของตัวต้านทานที่ใช้ต่ออนุกรมกับไดโอดเปล่งแสงที่แรงดันต่าง ๆ ดังตารางข้างล่างนี้

ตัวอย่าง

สมมติว่าต้องการนำไดโอดเปล่งแสงไปใช้กับแรงดัน 21 โวลต์ และมีแรงดันตกคร่อมประมาณ 2.2 โวลต์ยอมให้กระแสผ่าน 15 มิลลิแอมป์ ลองคำนวณค่าของตัวต้านทานที่จะนำมาต่ออนุกรมกับไดโอดเปล่งแสง

จากสูตรข้างต้น

R = ค่าความต้านทานที่มีขายใกล้เคียงคือ 1.2 กิโลโอห์ม และค่ากำลังสูญเสียของตัวต้านทาน ก็สามารถประมาณได้จาก

P = I2R

= (15 mA)2 * 1.2 kWถ

= 0.27 W

ดังนั้นควรเลือกตัวต้านทานให้มีอัตรากำลังสูญเสียตั้งแต่ 0.5 วัตต์ขึ้นไป

เกร็ดไดโอดเปล่งแสง

- ข้อควรระวังอย่างหนึ่งในการใช้งานไดโอดเปล่งแสงก็คือ แรงดันย้อนกลับจะต้องมีค่า ไม่เกิน 5 โวลต์

- สำหรับการใช้งานบางอย่างที่ใช้กับแบตเตอรี่นั้น จะต้องดูจำนวนของไดโอดเปล่งแสง ที่ใช้ด้วย ถ้าต้องการให้ใช้ได้นานๆ ปกติจะกำหนดให้ไดโอดเปล่งแสงดวงหนึ่งกินกระแสเพียง 5 มิลลิแอมป์

- สำหรับไดโอดเปล่งแสงสีเหลืองและสีเขียวโดยปกติจะให้ความสว่างน้อยกว่าไดโอด เปล่งแสงสีแดงที่ระดับกระแสเท่ากัน ถ้าต้องการให้ระดับความสว่างออกมาเท่ากัน ในกรณีที่ใช้ไดโอดเปล่งแสงสีแตกต่างกัน จะต้องเปลี่ยนค่าตัวต้านทานจำกัด กระแสที่อนุกรม โดยคำนวณหาได้ตามสูตรปกติ จากนั้นลดค่าที่คำนวณได้ลงไปอีก 10-15 เปอร์เซ็นต์ แต่ก็ควรระวังปริมาณกระแสไฟฟ้าต้องไม่ให้เกินค่าทนได้สูงสุดที่กำหนดไว้ด้วย

รูปที่ 3 การนำไดโอดเปล่งแสงมาใช้กับไฟสลับแรงดันต่ำ

- ไดโอดเปล่งแสงก็สามารถไปนำใช้กับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันต่ำขนาดน้อย กว่า 50 โวลต์ได้ โดยการใช้ไดโอดต่อขนานกับไดโอดเปล่งแสงดังรูปที่ 3