Qu'est-ce qui détruit une LED en sens inverse?

Lorsqu'une LED est incluse dans un circuit qui applique une tension inverse qui dépasse la panne inverse, un courant inverse peut circuler et la LED peut être détruite. Mais qu'est-ce qui détruit réellement la LED: est-ce la tension inverse elle-même, ou est-ce le courant inverse qui est fait circuler, ou est-ce simplement la dissipation de puissance globale causée par le courant inverse et la tension dépassant la valeur nominale de l'appareil? Ou autre chose?

Ainsi, par exemple, si je connecte une source de 12 volts à l'envers à une LED qui tombe en panne à 5 volts, via une résistance, le passage du courant inverse provoquera une chute de tension à travers la résistance qui à son tour peut limiter la tension sur le appareil à sa valeur de panne inverse (et ainsi définir le courant qui circulerait) - plutôt similaire à ce qui se passe dans la direction avant. Est-ce que cela en soi détruirait la LED tant que la puissance totale se situerait dans les limites de la LED?

Normalement, bien sûr, on placerait une diode régulière en parallèle avec la LED dans le sens inverse pour limiter la tension inverse de la LED à 0,7 volt environ, mais il peut y avoir des situations où cela pourrait ne pas être possible ou économique à faire. J'essaie simplement de comprendre combien de flexibilité de conception de circuits je pourrais avoir pour répondre à différentes exigences.

Et s'il est possible d'exposer une LED à une tension inverse, quelles précautions doivent être prises pour éviter tout dommage, et quels paramètres de spécification sont pertinents?

Les décharges électrostatiques semblent causer des dommages en raison de points chauds ou d'autres dommages localisés. J'ai vu des défaillances de LED à hétérojonction qui semblent être partielles.

Une défaillance avec un courant continu en sens inverse est probablement liée à la dissipation de puissance, mais il peut être imprudent d'en dépendre. La panne pourrait être assez élevée, donc le courant admissible pourrait être assez faible (peut-être moins de 1 mA).

Le plus sûr est de suivre la recommandation de la fiche technique des LED - généralement 5 V ou plus, l'inverse est garanti. De nombreux types de LED ont une panne de tension inverse réelle beaucoup plus élevée (peut-être 15V à 70V), mais il n'est pas judicieux d'en dépendre - le fabricant de LED pourrait changer le fournisseur ou le processus de la puce ou l'achat pourrait aller chez un autre fournisseur.

La situation typique où les LED sont exposées à une tension inverse est lorsqu'elles sont utilisées dans une configuration multiplexée - elles verront jusqu'à la tension d'alimentation en sens inverse. Ce n'est pas vraiment une bonne idée d'efficacité de rendre la tension d'alimentation beaucoup plus élevée que la somme des tensions directes des LED de la série (souvent, mais pas toujours, une seule LED est utilisée). Par exemple, vous pouvez utiliser 5V pour une seule matrice LED 2-3V, ou 12V pour une matrice de chaînes de série avec 6-9V par chaîne. Étant donné que les LED individuelles peuvent prendre 5 V chacune (généralement garantie), tout irait bien dans les deux cas.

Voir ce joli gif instructables :

La plupart des fiches techniques de fabricants célèbres et respectés, y compris Vishay et d'autres, montrent une tension de claquage de 5 V et un courant inverse de 10 à 50 uA. Ce n'est pas vrai. Je viens de tester des leds blanches, rouges et vertes, avec une alimentation 0-30V et une résistance 1k en série, mesurant la tension aux bornes de la led et le courant dans le circuit. Voici le résultat: blanc 9V = 0,4uA, 13V = 1uA / rouge 5,3V = 0,3uA, 6,7V = 0,5uA, 12,5V = 1uA / vert 5,11V = 0,3uA, 6,5V = 0,5uA, 9,9V = 1uA . Ainsi, aucune led n'a présenté quoi que ce soit près d'un demi-microAmper à 5V comme l'ont déclaré les fabricants, et seulement juste après 10V, ils ont présenté UN microAmpère. Ce n'est pas suffisant pour endommager le composant. Selon ce que j'ai lu, il faudrait un minimum de 1mA inversé pour augmenter la zone d'appauvrissement.

Wagnerlip

Les diodes ont des propriétés qui créent ce que l'on appelle la région d'appauvrissement. Il s'agit de la barrière qui empêche le courant de le traverser avec une polarisation directe jusqu'à ce que la région d'appauvrissement soit minimisée (perte de tension directe).

La polarisation inverse d'une diode augmente la zone d'appauvrissement, agissant comme une porte à sens unique. Cependant, si vous lui appliquez une tension suffisante, le mécanisme tombe en panne et le courant circule dans les deux sens, généralement après que la jonction PN est court-circuitée et que la diode est effectivement détruite.

Fondamentalement, ce qui détruit la diode est la dissipation de puissance ou tout ce qui provoque une altération physique de la diode. Le boîtier de bais inversé peut généralement dépasser la dissipation de puissance normale du boîtier de polarisation avant avant d'endommager l'appareil.

Cependant, il existe certains types de diodes comme les diodes zener qui sont faites pour se briser en sens inverse à une tension spécifique, ce qui les rend utiles comme références de tension et limiteurs.

Pour le boîtier 12v sur une LED 5v, en théorie, l'utilisation d'une résistance de limitation pour réduire le courant (et laisser tomber la tension de polarisation inverse de toute façon) ne devrait pas, en théorie, détruire la LED. Certains sont plus indulgents que d'autres.

Pour votre dernière question, je me demande quel scénario vous appliqueriez une tension inverse? Habituellement, une protection est appliquée avant qu'elle n'atteigne la LED.

Les LED sont toujours des diodes, en polarisation inverse elles avalanche.
(Bien que je n'aie rien fait comme une recherche exhaustive, je n'ai jamais trouvé de LED qui se décompose en sens inverse à moins de 20 V.)
C'est ma supposition, que c'est la dissipation de chaleur / puissance qui tuerait une LED en réverese. Donc, tant que vous limitez le courant de sorte que la puissance soit inférieure à ~ 10 mW, les LED peuvent gérer la polarisation inverse, IME

D'après mon expérience, les LED rouges standard de 3 mm et 5 mm peuvent bloquer facilement 12V, donc je les ai utilisées comme protection contre les inversions de polarité dans les systèmes 12V où le courant est d'environ 10 mA. NE LES UTILISEZ PAS sur un système 24 Volt. Certaines LED sont mortes à env. 30V

Votre choix de résistance série (requise dans ce cas) protégera la LED (une diode par toute autre fonction) dans un circuit alternatif ou en cas de polarisation inverse. Choisissez cette résistance en fonction de la fiche technique de votre LED particulière.