LED(发光二极管)在电流通过时发光。为 LED 供电的简单电路是带有电阻器和 LED 串联的电压源。这种电阻器通常称为镇流电阻器。镇流电阻器用于限制通过 LED 的电流,并防止可能烧毁 LED 的过多电流。如果电压源等于 LED 的压降,则不需要电阻器。LED 还采用集成封装,具有用于 LED 操作的正确电阻器。
LED电阻器在以下示例中,电压为2 V、电流为30 mA的LED必须连接到12 V电源。
带 LED 的串联电阻器R=V?VLEDI=12?20.03=333Ω
电阻器的电阻必须为 333 Ω。如果无法获得值,请选择下一个更高的电阻值,以将电流保持在 LED 限值以下。
串联电路中的多个 LED
三个 LED 串联多个 LED 串联示例
串联电路中的LED在本例中,两个 LED 串联在一起。一个电压为 2 V 的红色 LED 和一个电压为 4.5 V 的蓝色 LED。两者的额定电流均为 30 mA。基尔霍夫电路定律告诉我们,电路两端的电压降之和为零。因此,电阻器电压必须等于电压源减去 LED 的压降之和。根据欧姆定律,我们计算镇流电阻的电阻值: R=V?VLED1?VLED2I=12?2?4.50.03=183.3Ω
电阻器的值必须至少为 183.3 Ω。请注意,电阻两端的压降为5.5 V。本来可以在电路中连接额外的LED。
并联电路中的多个 LED
并联的 LEDLED 的典型电流电压曲线LED(发光二极管)是一种半导体器件。它本质上是一个 PN 结,每侧都连接着一根引线。理想二极管在正向偏置时具有零电阻,在反向偏置时具有无限电阻。然而,在实际二极管中,二极管两端必须存在少量电压才能使其导通。该电压以及其他特性由二极管的材料和结构决定。当正向偏置电压变得足够大时,来自结一侧的多余电子开始与另一侧的空穴结合。当这种情况发生时,电子会进入能量较低的状态并释放能量。在LED中,这种能量以光子的形式释放。制造 LED 的材料决定了发射光的波长,从而决定了发射光的颜色。个 LED 是用砷化镓制成的,并发出红光。如今,LED 由多种材料制成,可以发出多种颜色。电压从红色 LED 的约 1.6 V 到紫外线 LED 的约 4.4 V 不等。了解正确的电压很重要,因为在二极管上施加过多的电压会导致电流超过LED的安全处理能力。
如今的 LED 有低功率和高功率两种选择。与相同亮度的白炽灯泡相比,LED 通常散发更少的热量并消耗更少的功率。它们的使用寿命也比同等灯泡更长。LED 广泛用于照明和光传感应用。LED 可用作光电二极管。光电二极管是与 LED 行为相反的半导体。LED 在导电时会发光,而光电二极管在暴露于正确波长的光时会产生电流。当 LED 暴露在低于其正常工作波长的光下时,LED 将表现出这种特性。这使得 LED 可用于光传感器和光纤通信电路等电路。
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