【導(dǎo)讀】當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，LED（發(fā)光二極管）就會(huì)發(fā)光。為 LED 供電的簡(jiǎn)單電路是一個(gè)帶有串聯(lián)電阻和 LED 的電壓源。這種電阻器通常稱(chēng)為鎮(zhèn)流電阻器。鎮(zhèn)流電阻用于限制通過(guò) LED 的電流并防止電流過(guò)大而燒壞 LED。如果電壓源等于 LED 的壓降，則不需要電阻。LED 還可采用集成封裝，并配有用于 LED 操作的正確電阻器。
當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，LED（發(fā)光二極管）就會(huì)發(fā)光。為 LED 供電的簡(jiǎn)單電路是一個(gè)帶有串聯(lián)電阻和 LED 的電壓源。這種電阻器通常稱(chēng)為鎮(zhèn)流電阻器。鎮(zhèn)流電阻用于限制通過(guò) LED 的電流并防止電流過(guò)大而燒壞 LED。如果電壓源等于 LED 的壓降，則不需要電阻。LED 還可采用集成封裝，并配有用于 LED 操作的正確電阻器。
LED用電阻
使用歐姆定律和基爾霍夫電路定律可以輕松計(jì)算鎮(zhèn)流電阻器的電阻 。從電壓源中減去額定 LED 電壓，然后除以所需的 LED 工作電流：
R=V?VLEDI
其中V是電壓源，V LED是 LED 電壓，I 是 LED 電流。這樣您就可以找到正確的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn) LED 的正常運(yùn)行。
這種帶有鎮(zhèn)流電阻的簡(jiǎn)單 LED 電路可用作 DVD 播放器或計(jì)算機(jī)顯示器的電源指示燈。盡管該電路廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品中，但其效率并不高，因?yàn)殡妷涸吹氖Ｓ嗄芰勘绘?zhèn)流電阻耗散。因此，有時(shí)會(huì)應(yīng)用更復(fù)雜的電路來(lái)提供更好的能效。
簡(jiǎn)單 LED 電路示例
在以下示例中，電壓為 2 V、電流為 30 mA 的 LED 必須連接到 12 V 電源。
電阻與LED串聯(lián)
鎮(zhèn)流電阻可以使用以下公式計(jì)算：R=V?VLEDI=12?20.03=333Ω
電阻器的阻值必須為 333 Ω。如果無(wú)法獲得值，請(qǐng)選擇下一個(gè)更高的電阻值，以將電流保持在 LED 限值以下。
串聯(lián)電路中的多個(gè) LED
三個(gè) LED 串聯(lián)
通常多個(gè) LED 通過(guò)串聯(lián)連接到單個(gè)電壓源。這樣多個(gè)電阻就可以共享相同的電流。由于流過(guò)所有串聯(lián) LED 的電流相等，因此它們應(yīng)該是同一類(lèi)型。請(qǐng)注意，點(diǎn)亮該電路中的一個(gè) LED 所消耗的功率與點(diǎn)亮多個(gè)串聯(lián) LED 所消耗的功率相同。電壓源必須為 LED 和電阻器的壓降之和提供足夠大的電壓。通常，電壓源比 LED 電壓總和高 50%。或者，可以使用較低的電壓源和較低的電流，通過(guò)使用更多數(shù)量的 LED 來(lái)補(bǔ)償每個(gè)單獨(dú) LED 的較低亮度。此外，由于負(fù)載較低，熱損失更少，LED 的使用壽命更長(zhǎng)。
多個(gè) LED 串聯(lián)示例
LED串聯(lián)電路
在此示例中，兩個(gè) LED 串聯(lián)連接。一個(gè)紅色 LED 的電壓為 2 V，一個(gè)藍(lán)色 LED 的電壓為 4.5 V。兩者的額定電流均為 30 mA。基爾霍夫電路定律告訴我們，電路上的電壓降之和為零。因此，電阻電壓必須等于電壓源減去 LED 壓降之和。根據(jù)歐姆定律我們計(jì)算鎮(zhèn)流電阻的阻值：
R=V?VLED1?VLED2I=12?2?4.50.03=183.3Ω
電阻器的阻值必須至少為 183.3 Ω。請(qǐng)注意，電阻器兩端的電壓降為 5.5 V。可以在電路中連接額外的 LED。
并聯(lián)電路中的多個(gè) LED
LED 并聯(lián)
LED 可以并聯(lián)，但比串聯(lián)電路會(huì)產(chǎn)生更多問(wèn)題。LED 的正向電壓必須緊密匹配，否則只有電壓的 LED 才會(huì)亮起，并可能因電流過(guò)大而燒毀。即使 LED 具有相同的規(guī)格，由于生產(chǎn)工藝的差異，它們的 IV 特性的匹配也可能很差。這會(huì)導(dǎo)致 LED 通過(guò)不同的電流。為了限度地減少電流差異，并聯(lián) LED 的每個(gè)分支通常都有一個(gè)鎮(zhèn)流電阻。
LED 是如何工作的？
LED 的典型電流電壓曲線(xiàn)LED（發(fā)光二極管）是一種半導(dǎo)體器件。它本質(zhì)上是一個(gè) PN 結(jié)，每側(cè)都有一根引線(xiàn)。理想二極管在正向偏置時(shí)電阻為零，在反向偏置時(shí)電阻無(wú)窮大。然而，在實(shí)際的二極管中，二極管兩端必須存在少量電壓才能使其導(dǎo)通。該電壓以及其他特性由二極管的材料和結(jié)構(gòu)決定。當(dāng)正向偏置電壓變得足夠大時(shí)，結(jié)一側(cè)的多余電子開(kāi)始與另一側(cè)的空穴結(jié)合。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，電子會(huì)陷入能量較低的狀態(tài)并釋放能量。在 LED 中，這種能量以光子的形式釋放。LED 的制造材料決定了波長(zhǎng)，從而決定了發(fā)射光的顏色。個(gè) LED 是用砷化鎵制成的，發(fā)出紅光。如今，LED 由多種材料制成，可以發(fā)出多種顏色。電壓范圍從紅色 LED 的約 1.6 V 到紫外線(xiàn) LED 的約 4.4 V。了解正確的電壓非常重要，因?yàn)樵诙O管上施加過(guò)多的電壓可能會(huì)產(chǎn)生超出 LED 安全處理能力的電流。
如今的 LED 有低功率和高功率兩種。通常，與同等亮度的白熾燈泡相比，LED 發(fā)出的熱量更少，耗電量也更少。它們的使用壽命也比同等燈泡更長(zhǎng)。LED 廣泛用于照明和光傳感應(yīng)用。
使用 LED 作為光電二極管
LED 可用作光電二極管。光電二極管是一種半導(dǎo)體，其行為方式與 LED 相反。LED 在傳導(dǎo)時(shí)會(huì)發(fā)光，而光電二極管在暴露于正確波長(zhǎng)的光時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流。當(dāng) LED 暴露在低于其正常工作波長(zhǎng)的光時(shí)，就會(huì)表現(xiàn)出這種特性。這使得 LED 可用于光傳感器和光纖通信電路等電路。
LED符號(hào)
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