发光二极管中的电阻器

当电流通过时，LED（发光二极管）就会发光。为 LED 供电的简单电路是一个带有串联电阻和 LED 的电压源。这种电阻器通常称为镇流电阻器。镇流电阻用于限制通过 LED 的电流并防止电流过大而烧坏 LED。如果电压源等于 LED 的压降，则不需要电阻。LED 还可采用集成封装，并配有用于 LED 操作的正确电阻器。

LED用电阻

使用欧姆定律和基尔霍夫电路定律可以轻松计算镇流电阻器的电阻 。从电压源中减去额定 LED 电压，然后除以所需的 LED 工作电流：

R=V?VLEDI

其中V是电压源，V LED是 LED 电压，I 是 LED 电流。这样您就可以找到正确的电阻来实现 LED 的正常运行。

这种带有镇流电阻的简单 LED 电路可用作 DVD 播放器或计算机显示器的电源指示灯。尽管该电路广泛应用于消费电子产品中，但其效率并不高，因为电压源的剩余能量被镇流电阻耗散。因此，有时会应用更复杂的电路来提供更好的能效。

简单 LED 电路示例

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。

电阻与LED串联

镇流电阻可以使用以下公式计算：R=V?VLEDI=12?20.03=333Ω　

电阻器的阻值必须为 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

通常多个 LED 通过串联连接到单个电压源。这样多个电阻就可以共享相同的电流。由于流过所有串联 LED 的电流相等，因此它们应该是同一类型。请注意，点亮该电路中的一个 LED 所消耗的功率与点亮多个串联 LED 所消耗的功率相同。电压源必须为 LED 和电阻器的压降之和提供足够大的电压。通常，电压源比 LED 电压总和高 50%。或者，可以使用较低的电压源和较低的电流，通过使用更多数量的 LED 来补偿每个单独 LED 的较低亮度。此外，由于负载较低，热损失更少，LED 的使用寿命更长。

多个 LED 串联示例

LED串联电路

在此示例中，两个 LED 串联连接。一个红色 LED 的电压为 2 V，一个蓝色 LED 的电压为 4.5 V。两者的额定电流均为 30 mA。基尔霍夫电路定律告诉我们，电路上的电压降之和为零。因此，电阻电压必须等于电压源减去 LED 压降之和。根据欧姆定律我们计算镇流电阻的阻值：

R=V?VLED1?VLED2I=12?2?4.50.03=183.3Ω

电阻器的阻值必须至少为 183.3 Ω。请注意，电阻器两端的电压降为 5.5 V。可以在电路中连接额外的 LED。

并联电路中的多个 LED

LED 并联

LED 可以并联，但比串联电路会产生更多问题。LED 的正向电压必须紧密匹配，否则只有电压的 LED 才会亮起，并可能因电流过大而烧毁。即使 LED 具有相同的规格，由于生产工艺的差异，它们的 IV 特性的匹配也可能很差。这会导致 LED 通过不同的电流。为了限度地减少电流差异，并联 LED 的每个分支通常都有一个镇流电阻。

LED 是如何工作的？

LED 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，每侧都有一根引线。理想二极管在正向偏置时电阻为零，在反向偏置时电阻无穷大。然而，在实际的二极管中，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，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，电子会陷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。LED 的制造材料决定了波长，从而决定了发射光的颜色。个 LED 是用砷化镓制成的，发出红光。如今，LED 由多种材料制成，可以发出多种颜色。电压范围从红色 LED 的约 1.6 V 到紫外线 LED 的约 4.4 V。了解正确的电压非常重要，因为在二极管上施加过多的电压可能会产生超出 LED 安全处理能力的电流。

如今的 LED 有低功率和高功率两种。通常，与同等亮度的白炽灯泡相比，LED 发出的热量更少，耗电量也更少。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。

使用 LED 作为光电二极管

LED 可用作光电二极管。光电二极管是一种半导体，其行为方式与 LED 相反。LED 在传导时会发光，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时，就会表现出这种特性。这使得 LED 可用于光传感器和光纤通信电路等电路。

LED符号