LED가 최대 전류를 갖는 이유는 무엇입니까?

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그래서 LED는 최대 전류 (예 : 20mA)를 가지고 있지만 과학적으로 왜 이것이입니까?

물 비유를 사용하면 고전압이 무언가를 엉망으로 만드는 것처럼 보일 것입니다 (파이프 또는 무언가를 불어내는 엄청난 양의 "압력"으로 생각합니다). 전자 흐름 속도가 왜 무언가를 손상시킬까요?

led theory physics

— clabacchio
소스

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@ IgnacioVazquez-Abrams 무엇? 전압은 압력만큼이나 물리적입니다. 실제로 각각의 물리적 전위 (단위 재료 당 에너지)이기 때문에 매우 유추 할 수 있습니다.

— Phil Frost

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그것은 마법의 연기 가 탈출하기에 충분한 에너지를 가지고 있는 최소 전류 입니다.

— AE

파이프 유추를 고수하십시오-물 흐름 속도는 파이프에 마모를 일으키고 측면을 착용하고 결국 전기 퓨즈와 같은 파손을 유발합니까?

— OJFord

" LED 가 최대 전류를 갖는 이유는 무엇 입니까?" 뛰어난 사운드를 제공합니다. 거의 모든 것이 최대 전류를 가지고 있습니다. (절연 기는 최대 전압을 갖는 것으로보다 쉽게 설명되지만)

— MSalters

모든 것은 최대 전류, 전압 (및 전력, dV / dt 등)을 갖지만 일부 장치 (또는 그 요소)는 "전압 장치"(예 : 마이크로 컨트롤러, 커패시터, MOSFET 게이트) 및 기타 "현재 장치"입니다. (예 : 다이오드, LED, BJT, MOSFET 드레인 소스). 장치 관련 용어로 최대 값을 다른 것으로 바꾸는 것이 아니라 정보를 최대한 활용하는 것이 훨씬 유익합니다 (예 : Igs (max)? :P).

— Nick T

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전기 시스템에 대한 일반적인 유추는 유체 시스템이기 때문에 유추하기가 어렵습니다. 유체 시스템의 가장 큰 장점은 작동 유체도 냉각에 능숙하며 유체 시스템에 대한 대부분의 사람들의 실제 경험에는 난방이 그리 중요하지 않은 유량이 포함된다는 것입니다.

따라서 손가락의 저항을 통해 끈을 뽑아내는 다른 비유를 시도해 봅시다. 손가락은 LED이며 LED의 전압 강하는 손가락의 양쪽에있는 줄의 장력 차이와 유사합니다. 전류는 스트링이 당겨지는 속도와 유사합니다.

줄을 너무 빨리 당기면 손가락이 손상됩니까? 예 : 우리는 "로프 화상"이라고 부릅니다. 이것은 손가락의 저항을 조정하여 속도에 관계없이 로프의 장력 차이를 일정하게 유지하더라도 (LED의 거의 일정한 전압 강하와 유사) 발생합니다.

그 이유는 작업 속도와 열 발생이 손가락이 로프에 가하는 힘과 로프가 손가락을 통과하는 속도의 곱이기 때문입니다. 너무 세게 쥐거나 끈을 너무 빨리 움직여 밧줄에 화상을 입을 수 있습니다.

"작업 속도"또는 "에너지 속도"를 전력 이라고 합니다 . 기계 시스템의 경우이를 정의하는 한 가지 방법은 힘 ( )과 속도 ( ) 의 곱입니다 . $F$ $v$

피 = 에프 V

$P = Fv$

전력은 에너지 비율이므로 시간당 에너지 단위 여야합니다. SI 단위에서는 와트 로 알려진 초 당 줄 입니다 . 그러나 로프가 빠르게 움직이고 있지만 손가락에 많은 힘이 가해지면 초당 줄 수의 속도로 작업 하고 있습니다 . 이 에너지는 사라질 수 없습니다. 그것은 밧줄과 손가락의 열이됩니다. 손가락으로 열을 전달하는 신체의 능력을 초과하면 피부가 너무 뜨거워지고 화상을 입을 수 있습니다.

전기 시스템의 비유는 전력이 전압과 전류의 곱이라는 것입니다.

피 = V 나는

$P = VI$

는 LED에 대해 거의 일정하지만 충분히높이면주변 환경으로 방출 할 수있는 것보다 빠르게 열을 생성합니다. LED가 너무 뜨거워 손상되었습니다. $V$ $I$

— 필 프로스트
소스

그렇다면 전압이 매우 높지만 전류가 낮 으면 LED가 손상 될 수 있습니까?

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LED의 전압은 몇 볼트로 고정됩니다. 그 이상으로 전압을 높이면, 전원 공급 장치가 타거나 절연체가 될 때까지 전원 공급 장치가 공급할 수있는 모든 전력을 흡수하기 위해 전류가 증가합니다.

— PkP

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@Mercfh 저항의 전류 및 전압과 관련된 기능은 Ohm의 법칙 이며, 필요한 정확도에 따라 다이오드 에 대한 여러 가지 모델 이 있습니다.

— Phil Frost

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물에 비유하고 싶다면 수차 또는 터빈이 좋은 모델입니다. 물을 너무 빨리

— 움직이면

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+1. 나는 이전에 끈 / 장력 비유에 대해 들어 본 적이 없으며 아주 좋아합니다!

— Shamtam

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LED에서 몇 볼트의 순방향 전압 강하가 있습니다. 이 전압 강하 시간은 전류가 장치에서 소비되는 전력입니다. 그것은 빛뿐만 아니라 열을 만듭니다. LED를 죽이는 열입니다.

— PkP
소스

헤드를 잡고있는 동안 전압원을 가로 질러 표준 LED를 떨어 뜨릴 경우, 눈에 띄게 따뜻해지기 전에 때때로 충분한 열을 발생시킵니다. 고전력 LED로이 작업을 수행하지 마십시오!

— 워렌 영

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TL; DR : 흐르는 전류는 열을 발생시키고 LED의 경우 열이 부품을 죽입니다.

전자가 도체를 통해 흐를 때마다 줄 열이 발생합니다. 이것은 부분적으로 열이 실제로 무엇인지, 물체를 움직이는 입자를 구성하는 입자, 그리고 전자를 통과시키는 것 때문에 일부 전자가 충돌하여 에너지가 그 입자로 전달되어 가열되도록합니다.

LED에 과부하가 걸리면 과도한 가열로 인해 취약한 본딩과 다이 자체가 변경됩니다. 이러한 변화는 건설적인 것이 아니며 결국 열이 부품을 파괴합니다. LED의 경우 타거나 끊어 질 수 있으며 다른 부품의 경우 불꽃이 터질 수 있습니다.

— 막 스톤
소스

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다른 사람들이 말한 것을 보는 또 다른 방법이 있습니다.

전류를 빛으로 변환하는 것은 100 % 효율적이지 않으므로 빛으로 변환되지 않은 나머지 에너지는 열입니다.

각 전자 부품에는 켈빈 / 와트 단위로 측정 된 "열 저항"이라는 것이 있는데, 이는 위의 "폐기 에너지"가 열로부터 PCB (일반적으로 LED의 음극)로 다이에서 얼마나 쉽게 빠져 나오는지를 나타냅니다. 이것은 데이터 시트에 명시되어 있습니다.

또한 각 전자 부품의 최대 접합 온도 Tj는 데이터 시트의 나머지 지정된 매개 변수에 따라 작동 할 수 있습니다.

이 정보를 사용하면 일정한 열 저항, Rth, 고정 최대 전력 등급 LED, Pdiss_max 및 지속적으로 증가하는 전원 공급 장치를 통해 LED를 구동하는 경우 접합 온도를 최대 등급 이상으로 높이고 납땜이 해제 될 수 있습니다. 칩 내부에서 와이어가 본딩되어 작동 할 수 없게됩니다.

좋은 질문!

— 카우보이
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그 크기의 재료가 처리 할 수있는 양은 일정합니다. 필라멘트를 예로 들어 보자. 딱 맞는 크기이지만 빛을 발하지는 않습니다. 그것은 전기에 압도 당하고 있으며, 타기 전에 처리 할 수있는 것만 많이 있습니다. LED와 동일합니다. 재료의 양과 유형에 따라 다릅니다.

— 케니 호킨스
소스

이것이 가능한 한 사실이지만, 크기면에서 생각하는 것이 도움이되지 않는다고 생각합니다. 표준 3mm LED의 도선에는 20-30A의 퓨즈 전류가있을 수 있습니다. 고출력 LED가 표준 LED보다 크게 크지는 않습니다. 주로 방열판이 더 좋습니다. 크기는 전류 처리 용량과 느슨하게 상관됩니다.

— 워렌 영

백열 필라멘트로 LED가 소손되는 것을 비교하면 실제로 작동 원리가 비슷할 때 공통적 인 작동 이론을 공유 할 수 있습니다. 고정 온도에서 다이오드는 비선형 인 반면, 필라멘트는 (기생 효과 무시) 완전히 선형입니다. 또한, 필라멘트는 음의 열 계수를 가지며,이 음의 피드백은 다양한 전압 범위에서 안정적인 작동을 가능하게합니다. 대조적으로, 반도체는 일반적으로 양의 열 계수를 가지며, 과도한 에너지가 제공 될 때 열 폭주를 나타낸다.

— bcrist

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모든 좋은 답변. LED에 비 방사성 재조합이 없다면 열이 훨씬 적고 가열되기 전에 더 많은 전류를 흘릴 수 있다고 덧붙이고 싶었습니다 ... (새로운 고효율 LED를 생각하십시오)

— 조지 헤롤드
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사실 나는 물의 비유가 꽤 효과적이라는 것을 알았습니다. 다량의 물이 파이프로 유입되면 파이프가 분리됩니다. 더 구체적으로 말하면, 유동하는 유체는 다른 재료와 같이 소량의 열을 생성함에 따라 녹습니다.

— 지안루카 게 티니
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