ちょっと、そこ！光発現ダイオード（LED）のサプライヤーとして、私はこの質問をしばしば尋ねられます：「光放射ダイオードは回路に抵抗器を必要としますか？」それはかなり一般的なクエリであり、今日、私はあなたのためにそれを分解するつもりです。
まず、LEDとは何かを理解しましょう。 LEDは、電流が通過するときに光を放出する小さな半導体デバイスです。彼らは、携帯電話の画面の照明から、大規模な商業照明セットアップで使用されるまで、あらゆる種類のアプリケーションで非常に人気があります。を含む幅広いLEDを提供しています高輝度の光発射ダイオード、UVライトエミッティングダイオード、 そして高電力光発光ダイオード。
さて、手元の質問に戻ります。短い答えは、ほとんどの場合、はい、LEDは回路に抵抗器を必要とすることです。 LEDには、前方電圧と呼ばれる特性があります。これは、電気の伝導を開始して光を放出するために、LEDに適用する必要がある電圧です。異なるタイプのLEDには、異なる順方向電圧があります。たとえば、標準の赤色LEDの前方電圧は約1.8〜2.2ボルトである場合がありますが、青または白のLEDの前方電圧は3〜3.6ボルトです。
バッテリーのような回路内の電源は、通常、固定電圧を提供します。 LEDを抵抗なしで電源に直接接続し、電源の電圧がLEDの前方電圧よりも高い場合、電流が多すぎるとLEDを通過します。 LEDは電流に敏感であり、過度の電流はそれらを過熱し、非常に迅速に燃やすことがあります。それは小さなパイプに水を注いすぎるようなものです。パイプはそれを処理できません。
簡単な例を見てみましょう。 9ボルトのバッテリーと、前方電圧が2ボルトの赤いLEDがあるとします。 LEDをバッテリーに直接接続すると、電流を制御する方法はありません。過剰な電圧（9-2 = 7ボルト）は、LEDを通過する大きな電流が流れ、おそらく数秒で爆発するでしょう。
そこで抵抗器が入ります。抵抗器は、電流の流れに抵抗するコンポーネントです。回路内のLEDと直列に抵抗器を追加することにより、LEDを流れる電流の量を制限できます。オームの法則を使用して必要な抵抗器の値を計算できます。これはV = IR（電圧=電流x抵抗）です。
抵抗値を見つけるには、最初にLED（VF）の前方電圧、電源（VS）の電圧、およびLEDを介した目的の電流（i）を知る必要があります。抵抗値（r）を計算するための式はr =（vs -vf）/iです。たとえば、5ボルトの電源がある場合、前方電圧が2ボルトのLEDで、LEDを介して20のミリアンペレス（0.02アンペア）の電流が必要で、r =（5-2）/0.02 = 150オームが必要です。
ただし、いくつかの例外があります。一部の専門化されたまたは統合された回路では、電源は、外部抵抗器を必要とせずにLEDに一定の電流を提供できるように設計される可能性があります。たとえば、一部のLEDドライバーは、LEDに流れる電流を調節することができます。これらのドライバーは、正確な電流制御が必要な高電力LEDアプリケーションでよく使用されます。
しかし、ほとんどのDIYプロジェクト、シンプルな照明回路、または基本的な電子機器のセットアップでは、抵抗器を使用することが最適です。 LEDを保護し、長持ちする安価で簡単なソリューションです。
考慮すべきもう1つのことは、抵抗器の電力定格です。抵抗器は熱の形で電力を放散し、過熱せずに電力を処理できることを確認する必要があります。抵抗（P）によって消散される電力は、式p =i²rを使用して計算できます。したがって、150オームの抵抗器を流れる0.02アンペアの電流がある場合、消費電力はp =（0.02）²x150= 0.06ワットです。通常、安全な側にいるために、0.25 -WATT抵抗器のように、これよりも高い電力評価の抵抗器を選択します。
LEDを使用している場合、極性に注意を払うことも重要です。 LEDは偏光成分です。つまり、正の（アノード）と負（カソード）端子があります。 LEDの長い鉛は通常アノードであり、短い鉛はカソードです。アノードを電源の正の側面に接続し、カソードをネガティブ側に接続する必要があります。そうしないと、LEDが明るくなりません。
結論として、LEDは抵抗器を必要としないかもしれない特別なケースがいくつかありますが、一般に、LED回路に抵抗器を追加することは、LEDの適切な機能と寿命を確保するための重要なステップです。あなたが楽しいプロジェクトに取り組んでいる愛好家であろうと、照明業界の専門家であろうと、この基本原則を理解することはあなたに多くの頭痛とお金を救うことができます。
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参照
- Horowitz、P。、＆Hill、W。（1989）。エレクトロニクスの芸術。ケンブリッジ大学出版局。
- Boylestad、RL、およびNashelsky、L。（2010）。電子デバイスと回路理論。ピアソン。
