为什么LED需要一个电阻器？

#1 楼

原因是所有LED应用程序都常见的原因，而不仅仅是Raspberry Pi（或GPIO引脚）。最大电流随LED的尺寸和颜色而变化，但是对于中等大小的红色LED，通常可以假定为20mA（不过，如果您有便于使用的LED规格表，请检查此值-微型LED只能处理

标准的红色LED通常具有大约1.7v的压降，因此可以选择电阻器的值在（电压-1.7）时通过20mA。假设输入为5v，这意味着一个电阻将在3.3v时通过20mA，这（使用欧姆定律）使我们的绝对最小电阻为165欧姆。

使用较大的电阻是指LED的亮度将比其最大亮度要暗，因此为了容纳只能通过10mA的较小的LED，使用330欧姆及更高的电阻并不少见。

在中型红色LED的5v电源中插入一个470欧姆的电阻，如果LED太暗，则将其稍微减小。

如果使用微型红色LED，则为1K欧姆听起来并不离谱，对于更奇特的颜色（尤其是蓝色，粉红色和白色），您将需要自己计算值。

#2 楼

首先，LED是半导体二极管。二极管的电流-电压关系（通常）：<= /> I = I（s）* [exp（eV / nkT）-1]（尽管这种关系并不完全是真实的） \


最值得注意的是电压的微小变化会产生较大的电流变化。这就是在串联一个带LED的电阻器之后的驱动原因。这就是为什么我们使用与LED串联的适当值的电阻器的原因。
通过基础知识：为LED拾取电阻。然后您将了解如何为特定的LED选择合适的电阻。

#3 楼

问题：

为什么甚至需要一个电阻，您怎么知道它应该是几欧姆呢？

简短的答案：
不需要电阻。最重要的参数是流过LED的电流，该值从规格表中的正向电流（IF）额定值获得（示例）。但是，如果使用电阻，则可以很容易地根据欧姆定律，IF值和电源电压（Vsupply）计算其值：
R = Vsupply / IF
更好的答案
电阻不需要驱动LED。需要一种限制流过LED的电流的方法。电阻器提供了一种方便的方法，可将通过LED的电流限制在安全水平，但它们有两个缺点：
1。电阻效率低下：
电阻将消耗的所有电能转化为热量。因此，它们效率低下100％...谁需要电子设备中更多的热量？
2。电阻无法补偿电源电压的变化
由于多种原因，在许多应用中，LED可能无法通过用于敏感电子设备的同一总线供电。相反，它们可以由松散调节的电源供电，和/或与“大脑”相距一定距离，在此处决策要照亮LED。电源调节不良是生活中不可或缺的事实，但这并不能减少对LED稳定发光输出的需求。
LED中的电流和电压关系：
了解为什么这样做是必要的为了限制流过LED的电流，我们需要了解以下内容：

一旦LED正向偏置，电压的小幅升高就会导致成倍的电流增加。如果电流不受控制，LED最终将被破坏。

二极管中电压和电流之间的非线性关系由William Shockley于1949年描述，其方程式现在带有他的名字-肖克利二极管方程。

LED通常遵循肖克利方程，但是如下图所示，方程的参数（例如，Is）根据所使用的半导体材料的带隙而变化，这决定了发射光的颜色。这些VI曲线的突出特点是随着LED输入电压的增加，曲线的斜率。

结论：必须限制LED电流以避免器件破坏
有几种方法可以限制流过LED的电流-电阻器只是一种方法，并且如前所述，它不是“最佳”方法。
有两种方法可以控制流过LED的电流：
1。 LED驱动器：
有各种各样的LED驱动器可用，它们不需要单个电阻器；有些提供控制输入以调节其恒流输出和其他功能。这些设备的制造来源包括：ADI，德州仪器，Maxim，Microchip等。可以通过各种分销商购买，每10片的价格低至0.20美元；例如：。
2。恒流二极管：
恒流二极管是有趣的设备：它们被制造为结型场效应晶体管（JFET），其栅极和源极端子连接在一起。这些设备也由多家制造商提供，可以通过合理的价格进行分配。
以下参考文献为有兴趣的人员提供了更多详细信息。
限流二极管的实际应用


驱动LED的恒流调节器（CCR）的优点-视频


全面复古文章fm“电子世界”中的“恒流二极管”是新的




场效应晶体管JFET MOSFET简介


基于JFET的电流源


对于雄心勃勃的研究，本文提出了一个真正独特的项目的想法：使用Raspberry Pi测量Planck的不变。您不太可能找到有关该教程的教程！但是再说一次...