二極體與整流
發光二極體(LED)
發光二極體是一種在電流以順向流過時會發光的二極體。它是每個小裝置上的指示燈、巨型顯示器裡的像素,也愈來愈常是你天花板上的燈泡。和任何二極體一樣,它是單向元件——電流方向對了就發光;方向錯了則不亮(還可能損壞)。
光來自接面本身:當順向電流把電子與電洞推到接面相遇,每次複合都把能量以光子形式釋放出來。顏色取決於半導體的能隙,而非電流——這也是為何 LED 的順向電壓比矽二極體高,且隨顏色而異:紅色約 1.8 到 2.2 V,藍色與白色約 3.0 到 3.4 V。低於該電壓它保持不亮;高於它,亮度就跟著電流走。
一條你絕不能忘的規則:LED 是以電流驅動的,而其陡峭的 I-V 曲線意味著電壓只要一點點變化,電流就劇烈變化。把它直接跨接在電池上,它會抽取失控的電流而燒毀。你總是要透過一個限流電阻(或定電流驅動器)來餵它,以設定一個安全的電流——指示燈用幾 mA,照明用更多。
一顆紅色 LED(Vf 約 2 V)接 5 V 電源:電阻必須壓降 5 - 2 = 3 V。要約 10 mA,R = 3 V / 0.01 A = 300 歐。取最接近的標準值 330 歐,得到約 9 mA。
LED 永遠需要一個串聯電阻來設定它的電流。
絕不要把 LED 直接跨接在電壓源上。它的順向電壓幾乎固定,所以由電源決定電流——而沒有電阻時,那電流就是足以毀掉 LED 的值。也要注意極性:超過幾伏特的逆向電壓就可能直接讓 LED 報廢。
又稱
另見