LEDの点灯



 LED(light emitting diode)は発光ダイオードと呼ばれ、半導体のPN接合に順方向電圧を加えることによって、順方向電流が流れ半導体の材料によって決まる波長の光を放射するダイオードです。発光の強さは順方向電流の大きさと関係します。
 そこで電流の大きさを変えて発光の様子を見てみました。


発光ダイオードの点灯回路
                発光ダイオード(LED)に直列に抵抗を接続し、その両端に電圧を加えます。
順方向電圧の場合は点灯します。逆方向電圧の場合は点灯しません。


流れる電流の決め方

LEDの電圧降下を2[V]とし、流れる電流を10[mA]として計算すると
ダイオードに直列に接続する抵抗値Rは


(どうしても600[Ω]にするのであれば1.2[kΩ]の抵抗を並列にする方法もあります。)

*電源電圧が変わっても上の式で抵抗値を求めることができます。


* ここまでは書籍などでよく説明されていますが、電流値は10[mA]以外はどうなるのでしょうか?
  電流値による発光の様子を見てみます。 


電流によって点灯の明るさが違います。(全体を見比べてください。)
  (*抵抗値はカラーコードの読み値、電流値は上式の計算で求めたおよその値です。)
8個並んでいるLEDの左から抵抗値と電流値は

抵抗値
[Ω]
150 200 300 510 1k 3k 5.1k 10k
電流値
[mA]
20 15 10 0.6 0.3

となります。

抵抗値が小さく、電流が多く流れる方が明るくなっています。
抵抗値が10kΩでも弱いながら点灯は確認できます。


それぞれのLEDの明るさは下のようになりました。
  
150[Ω]
20[mA]
200[Ω]
15[mA]
300[Ω]
10[mA]
510[Ω]
6[mA]
1[kΩ]
3[mA]
3[kΩ]
1[mA]
5.1[kΩ]
0.6[mA]
10[kΩ]
0.3[mA]

結果: 1[mA]でもLEDは発光します。発光は弱くなりますので、用途に応じて検討が必要です。


参考: LEDのどの部分が発光しているかを確認してみます。
     中央に見える電極の一部が発光しています。