【導(dǎo)讀】當(dāng)電流通過時，LED（發(fā)光二極管）就會發(fā)光。為 LED 供電的簡單電路是一個帶有串聯(lián)電阻和 LED 的電壓源。這種電阻器通常稱為鎮(zhèn)流電阻器。鎮(zhèn)流電阻用于限制通過 LED 的電流并防止電流過大而燒壞 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)電流通過時，LED（發(fā)光二極管）就會發(fā)光。為 LED 供電的簡單電路是一個帶有串聯(lián)電阻和 LED 的電壓源。這種電阻器通常稱為鎮(zhèn)流電阻器。鎮(zhèn)流電阻用于限制通過 LED 的電流并防止電流過大而燒壞 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實現(xiàn) LED 的正常運(yùn)行。
這種帶有鎮(zhèn)流電阻的簡單 LED 電路可用作 DVD 播放器或計算機(jī)顯示器的電源指示燈。盡管該電路廣泛應(yīng)用于消費電子產(chǎn)品中，但其效率并不高，因為電壓源的剩余能量被鎮(zhèn)流電阻耗散。因此，有時會應(yīng)用更復(fù)雜的電路來提供更好的能效。
簡單 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算：R=V?VLEDI=12?20.03=333Ω
電阻器的阻值必須為 333 Ω。如果無法獲得值，請選擇下一個更高的電阻值，以將電流保持在 LED 限值以下。
串聯(lián)電路中的多個 LED
三個 LED 串聯(lián)
通常多個 LED 通過串聯(lián)連接到單個電壓源。這樣多個電阻就可以共享相同的電流。由于流過所有串聯(lián) LED 的電流相等，因此它們應(yīng)該是同一類型。請注意，點亮該電路中的一個 LED 所消耗的功率與點亮多個串聯(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%?；蛘?，可以使用較低的電壓源和較低的電流，通過使用更多數(shù)量的 LED 來補(bǔ)償每個單獨 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。
多個 LED 串聯(lián)示例
LED串聯(lián)電路
在此示例中，兩個 LED 串聯(lián)連接。一個紅色 LED 的電壓為 2 V，一個藍(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。請注意，電阻器兩端的電壓降為 5.5 V?？梢栽陔娐分羞B接額外的 LED。
并聯(lián)電路中的多個 LED
LED 并聯(lián)
LED 可以并聯(lián)，但比串聯(lián)電路會產(chǎn)生更多問題。LED 的正向電壓必須緊密匹配，否則只有電壓的 LED 才會亮起，并可能因電流過大而燒毀。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。這會導(dǎo)致 LED 通過不同的電流。為了限度地減少電流差異，并聯(lián) LED 的每個分支通常都有一個鎮(zhèn)流電阻。
LED 是如何工作的？
LED 的典型電流電壓曲線LED（發(fā)光二極管）是一種半導(dǎo)體器件。它本質(zhì)上是一個 PN 結(jié)，每側(cè)都有一根引線。理想二極管在正向偏置時電阻為零，在反向偏置時電阻無窮大。然而，在實際的二極管中，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，結(jié)一側(cè)的多余電子開始與另一側(cè)的空穴結(jié)合。當(dāng)這種情況發(fā)生時，電子會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，從而決定了發(fā)射光的顏色。個 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 LED 的約 4.4 V。了解正確的電壓非常重要，因為在二極管上施加過多的電壓可能會產(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。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)時會發(fā)光，而光電二極管在暴露于正確波長的光時會產(chǎn)生電流。當(dāng) LED 暴露在低于其正常工作波長的光時，就會表現(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
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