Perché il LED dovrebbe essere collegato tramite un resistore

La striscia LED ha resistori, PCB (dove i LED fungono da indicatori) hanno resistori, persino lampadine a LED - e questo è resistori. Qual è il problema? Perché un LED è solitamente collegato tramite un resistore? Cos'è un resistore per un LED?

In effetti, tutto è molto semplice: Un LED ha bisogno di pochissima tensione CC per funzionare e se ne applichi di più il LED si brucerà. Anche se applichi un po 'di più, 0,2 volt in più rispetto al valore nominale, la risorsa LED inizierà già a diminuire rapidamente e molto presto la vita di questa sorgente luminosa a semiconduttore finirà con le lacrime.

Ad esempio, un LED rosso necessita esattamente di 2,0 volt per il normale funzionamento, mentre il suo consumo di corrente è di 20 milliampere. E se applichi 2,2 volt, ci sarà un'interruzione della giunzione p-n.

Per diversi produttori di LED, a seconda dei semiconduttori utilizzati e della tecnologia LED, la tensione operativa può differire leggermente in una direzione o nell'altra. Tuttavia, guarda la caratteristica corrente-tensione di un LED SMD rosso di un noto produttore, ad esempio:

Qui puoi vedere che già a 1,9 volt, il LED inizia a illuminarsi debolmente e quando vengono applicati esattamente 2 volt alle sue uscite, il bagliore risulterà piuttosto luminoso, questa è la sua modalità nominale. Se ora aumentiamo la tensione a 2,1 volt, il LED inizierà a surriscaldarsi e perderà rapidamente la sua risorsa. E quando vengono applicati più di 2,1 volt, il LED si accenderà.

Ora ricordiamo Legge di Ohm per una sezione di un circuito: la corrente nella sezione del circuito è direttamente proporzionale alla tensione ai capi di questa sezione e inversamente proporzionale alla sua resistenza:

Pertanto, se abbiamo una corrente attraverso il LED pari a 20 mA con una tensione ai suoi terminali di 2,0 V, allora quale LED ha una resistenza in azione, in base a questa legge? Corretto: 2.0 / 0.020 = 100 ohm. Il LED funzionante è equivalente nelle sue caratteristiche a un resistore da 100 ohm con una potenza di 2 * 0,020 = 40 mW.

Ma cosa succede se a bordo sono presenti solo 5 o 12 volt? Come alimentare un LED con una tensione così alta in modo che non si bruci? Ecco gli sviluppatori ovunque e hanno deciso che è più comodo da usare in aggiunta resistore.

Perché un resistore? Perché è il più redditizio, il più economico, il più economico in termini di risorse e dissipazione di potenza, il modo per risolvere il problema della limitazione della corrente attraverso il LED.

Quindi, se sono disponibili 5 volt e devi ottenere 2 volt attraverso un "resistore" da 100 ohm, allora devi dividere quei 5 volt tra il nostro utile resistore a incandescenza da 100 ohm (che è questo LED) e un altro resistore, il valore nominale , di cui ora è necessario calcolare in base a quanto disponibile:

In questo circuito la corrente è costante, non variabile, tutti gli elementi sono lineari in stato stazionario, quindi la corrente nell'intero circuito avrà lo stesso valore, nel nostro esempio 20 mA - questo è ciò di cui ha bisogno il LED. Pertanto, sceglieremo un resistore R1 con un valore tale che anche la corrente attraverso di esso sarà di 20 mA e la tensione su di esso avrà solo 3 volt, che devono essere messi da qualche parte.

Quindi: per la legge di Ohm I = U / R, quindi R = U / I = 3 / 0,02 = 150 Ohm. E per quanto riguarda la forza? P = U2/ R = 9/150 = 60 mW. Un resistore da 0,125 W va bene in modo che non si surriscaldi troppo. Ora è chiaro a tutti qual è il resistore per il LED.

Guarda anche: Specifiche LED