¿Por qué los LED pequeños solo pueden conducir ~ 20mA y un 1N4001 puede conducir 1A?


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Sé que los LED rojos tienen una mayor caída de voltaje directo que un diodo de silicio; esto conduce a aproximadamente 2.6 veces más disipación de energía a una corriente dada y, por lo tanto, 2.6 veces menos clasificación de corriente, pero 20 mA es mucho menos que 1A. Y, sin embargo, un humilde 1N4001 no se quejará de 1A, pero un LED de 5 mm (aproximadamente del mismo tamaño) no durará mucho. ¿Por qué es esto?

Respuestas:


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Embalaje: un diodo de alimentación puede tener mucho material (Si y metal) para llevar el calor donde un LED necesita una superficie transparente y una carcasa para dejar salir la luz.

Disipación de potencia: como usted dice, los diodos de potencia se recortan para una baja caída de voltaje directo (conductor). Los diodos de Si pueden bajar hasta 300 ... 500 mV, a diferencia de los típicos 650 ... 750 mV para diodos de señal pequeña como el 1N4148. Los LED tienen voltajes directos típicos en el rango de 1600 mV ... 2400 mV. Lo que preocupa al chip es el calor generado por la potencia disipada: P = V * I. Supongamos (por simplicidad) que un LED y un diodo de alimentación toman la misma cantidad de energía. Con un voltaje directo de un LED cinco veces mayor que el de un diodo "ordinario", el LED puede manejar solo 1/5 de la corriente.

Recorte del proceso: Además, los LED se recortan principalmente para una buena eficiencia (salida de luz con respecto a la entrada de energía eléctrica), mientras que los diodos de energía se recortan para obtener la máxima capacidad de manejo de energía. Por lo tanto, los diodos de potencia generalmente pueden funcionar a temperaturas más altas que los LED. En realidad, los diodos de potencia comienzan a sentirse felices a temperaturas donde los LED comienzan a desintegrarse.

Estas son solo aproximaciones muy aproximadas y las personas que trabajan en la investigación de mejores LED de alto rendimiento probablemente se estremecen cuando leen esto, pero los ejemplos aún muestran la respuesta general a su pregunta ... Y muestran a qué apunta la investigación de LED: Alto -temp chips, técnicas innovadoras de empaque para alejar el calor del chip, bajos voltajes directos (generalmente definidos por el material y los dopantes involucrados en el proceso), recuerde que el material define el color y que no hay mucho material disponible para construir algunos colores), ...


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Se debe principalmente a las diferentes áreas de unión, el diodo de potencia tendrá una unión mucho más grande. Una unión LED típica es de 0.28 mm x 0.28 mm. Algunos LED toman tanta corriente como los diodos de potencia.


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De acuerdo, una pregunta secundaria. Tengo un LED de alimentación de 350 mA, y requiere un buen disipador de calor para que se mantenga frío, pero un diodo de 1 A no. La matriz de mi LED es aproximadamente del mismo tamaño que el diodo, quizás un poco menos. ¿Por qué requiere tal enfriamiento?
Thomas O

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Los emisores de luz siempre tienen una mayor caída de voltaje a una corriente dada, por lo tanto, disipan más potencia en la misma corriente.
JustJeff

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Además, para su información, los diodos de alta potencia también requieren disipador de calor, es solo que la mayoría de los diodos más pequeños obtienen suficiente disipador de calor a través de los cables. ¿Alguna vez se preguntó por qué las patas de algo como un 1N4001 son tan gruesas? ahora lo sabes
Connor Wolf
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