二極體與整流

限流電阻

有些元件——尤其是 LED——會自行決定其電壓,然後在你允許的範圍內盡量灌電流,直到自我毀滅。限流電阻就是簡單的解方:串聯一個電阻,用歐姆定律把電流固定在安全值。它是一個刻意設下的瓶頸,其大小要使電流永遠無法失控。

數學就是把歐姆定律套用在剩餘電壓上。元件(比如 LED)維持自己的順向壓降;電阻必須吸收電源剩下的部分,而電流就是那剩餘電壓除以電阻值。R = (Vsupply - Vdevice) / Itarget。依你想要的亮度或功能選定 Itarget,把元件壓降從電源中減掉、相除,再湊到標準值。接著檢查電阻自身的功率 P = (Vsupply - Vdevice) times I,確保它不會燒掉。

凡是 I-V 曲線陡峭或對電流敏感的元件遇上硬挺的電壓源之處,這顆小電阻就會出現:LED、光耦合器輸入、電晶體的基極電阻、參考二極體。它很粗糙(把剩餘電壓化為熱浪費掉,且電源一垂降電流就跟著垂降),但便宜、不易出錯,用在指示燈再合適不過。要驅動功率 LED,你就升級到定電流驅動器。

以 5 V 在 15 mA 下驅動一顆藍色 LED(Vf 約 3.2 V):R = (5 - 3.2) / 0.015 = 120 歐。電阻的功率為 (5 - 3.2) times 0.015 = 27 mW,所以任何 1/8 W 的電阻都夠用。

R = (Vsupply - Vdevice) / I 設定安全電流;也要檢查電阻的瓦數。

電阻設定電流的準確度,只與電源的穩定度一樣好——Vsupply 一變,電流就跟著變。它也把差額 (Vsupply - Vdevice) times I 當成熱燒掉;從高電壓供電時這浪費很大,所以講究效率的設計改用定電流源。

又称
series resistorballast resistor限流電阻器