Какой будет сила тока, если я включу светодиод в идеальную цепь

Если бы у меня был светодиод с прямым напряжением 2,2 вольта с прямым током 20 мА, и я каким-то образом создал батарею, которая была ровно 2,2 вольта, и я поместил бы этот светодиод, и только этот светодиод, на эту батарею, какой был бы ток ?

Я просто запутался, как работают диоды/светодиоды. Я понимаю, что обычно вы бы сказали, что батарея на 5 В, а резистор, который вы включаете последовательно со светодиодом, будет контролировать ток. Я просто пытаюсь лучше понять характеристики светодиодов.

Спасибо

Вы можете измерить напряжение на светодиоде при 20 мА, затем подать на него точно такое же напряжение и получить 20 мА. Однако даже небольшие отклонения от этого напряжения и изменения температуры светодиода будут иметь пропорционально большое влияние на ток светодиода.
Возьмите техпаспорт и посмотрите схемы.
@OlinLathrop - я думаю, вы могли иметь в виду «непропорционально». «Пропорционально» предполагает линейность.
@JustJeff: Ой, да. Уже поздно редактировать.

Ответы (2)

Теоретически это сработает, и вы сможете получить 20 мА. Однако это очень хрупкая система, которую вы описываете. Если что-то немного сместится, вы не получите желаемого тока. Например, вам нужно будет контролировать/знать следующее:

  • Температура, при которой работает диод, возможно, из-за самонагрева.
  • Точное напряжение, которое диод потребляет 20 мА при заданной температуре (обратите внимание, что в таблице данных, вероятно, будет указано «номинальное» значение или допуск — вам нужно знать точное напряжение.
  • Ваш источник питания (батарея) должен быть намного более точным, чем это практично для управления светодиодом.

Проблема в том, что диоды резко меняют свой ток при очень небольшом изменении напряжения. Это можно увидеть в уравнении диода Шокли:

я знак равно я с ( е В н В Т − 1 )

Это показывает, что ток (I) зависит от приложенного напряжения (V) экспоненциально. Таким образом, хотя можно подать фиксированное напряжение на диод и получить точный ток, это сложно. Ток диода относительно легко контролировать в токовом режиме, так как вы можете создать грубый источник тока с резистором и достаточным запасом напряжения. Это то, что происходит, когда у вас есть резистор последовательно с вашим диодом на 5В. Альтернативой является приемник постоянного тока, который легко сделать на ИС. Они выглядят как микросхемы драйверов светодиодов, которые могут потреблять запрограммированный ток, и они тоже хорошо работают.

странно... моя интуиция подсказывала, что диод создаст короткое замыкание, так как нет ничего, что ограничивало бы ток.
Спасибо за отличную информацию. Когда вы говорите, что чип драйвера светодиода может потреблять запрограммированный ток, что вы имеете в виду? Когда я прочитал о светодиодных драйверах, кажется, что им все еще нужен резистор. Спасибо
Внутренние характеристики диода ограничивают ток. Опять же, поскольку существует экспоненциальная зависимость между напряжением и током, определенно было бы сложно использовать диод таким образом. В конце концов (если диод не перегорает) последовательное сопротивление диода будет ограничивать ток.
Узнавайте что-то новое каждый день... или много нового в хороший день. Надо будет еще подумать над этой идеей. Спасибо
@TylerDeWitt Я имею в виду такие чипы, как TI TLC5940 и т. д. др. которые в основном действуют как переключаемые поглотители тока. Там может быть резистор для установки опорного тока, но последовательно со светодиодом резистора нет.

При рассмотрении будет очевидно, что

  • «Светодиод, потребляющий 20 мА при подаче 2,2 В, будет потреблять 20 мА при подаче 2,2 В» :-)

т.е. в идеальной для вас ситуации у вас есть стабильность. Но ваш вопрос показывает, что вы прекрасно понимаете, что в реальном мире эта идеальная ситуация неприменима. Осознание этого — хорошее начало.

Как сказал Старблю, просмотр таблицы данных — хорошая идея.

Ниже приведена кривая зависимости напряжения от тока для достаточно типичного светодиода. Производители говорят, что он номинально рассчитан на 100 мА при 3,2 В, но взгляд на кривую показывает, что, как показано, он падает на 3,3 В при 100 мА. Таблица и кривая предназначены для "типичных" значений - это плохое начало, когда даташит хотя бы немного расходится сам с собой, но здесь это неважно и демонстрирует неточное соотношение между Vf и If на практике для случайно выбранного светодиода. В техническом паспорте говорится, что Vf может быть от 2,9 В до 3,5 В при 100 мА.

Посмотрите на кривую и обратите внимание, что происходит для типичного светодиода, если Vf изменить с 3,3 В (= 100 мА) на 3,4 В. При 3,7 В он потребляет 200 мА, при 4,05 В = 300 мА, а при 4,4 В - 400 мА.

То есть, для изменения Vf с 3,3 В до 4,4 В = ~ 33% увеличение напряжения, ток увеличивается со 100 мА до 400 мА.

Несколько простых упражнений, которые значительно помогут вашему пониманию, если вы будете выполнять их самостоятельно, дадут вам гораздо лучшее представление о том, что происходит в реальной жизни. Попробуйте вычислить стабильное состояние на этой кривой для фиксированного напряжения питания и ряда номиналов резисторов. Затем попробуйте фиксированное значение резистора и ряд напряжений источника питания.

Расскажите нам, поможет ли это вашему пониманию.

введите описание изображения здесь

Какой будет сила тока, если я включу светодиод в идеальную цепь
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v