计入LED电阻

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我正在做一个简单的实验（我是业余爱好EE），以增强欧姆定律数学，并学到一些有关如何用万用表进行正确测量的知识。

我有一个简单的电路，带有一个与LED串联的2.2k欧姆电阻。一切正常，直到计算电阻和LED两端的压降为止。

我的最初计算仅考虑了2.2k欧姆的电阻。这样，我得到了电阻两端的全压降。但是，当我实际测量电路时，我发现结果几乎是输入电压的一半，这将向我表明

我的数学错了
有无法抵抗的阻力

唯一需要说明的是LED。确定简单LED电阻的最佳方法是什么？我尝试用电阻器进行操作（用手指将其固定在探头上），但读数不正确。我这里缺少一种技术吗？

led resistors ohms-law

— 弗里曼
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LED不遵循欧姆定律，其电压降与电流线性关系更接近恒定。您的万用表可能具有测量二极管压降的模式。

— microtherion

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最好不要将LED建模为纯电阻器。正如在其他一些答案中指出的那样，真实的LED确实具有电阻，但是在对二极管进行建模时，通常并不是主要考虑的问题。LED的电流/电压关系图：

二极管

现在，很难手动计算此行为（尤其是对于复杂的电路），但是有一个很好的“近似值”将二极管分为3种离散工作模式：

如果二极管两端的电压大于Vd，则二极管的行为就像一个恒定的电压降（即它将允许任何电流通过保持V = Vd）。
如果电压小于Vd但大于击穿电压Vbr，则二极管不导通。
如果反向偏置电压高于击穿电压 Vbr，则二极管将再次导通，并将允许任何电流通过V = Vbr。

因此，假设我们有一些电路：

原理图

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

首先，我们假设 VS > Vd。这意味着两端的电压R为VR = VS - Vd。

使用欧姆定律，我们可以知道流过R（从而流过D）的电流为：

一世 = \frac{V_{[R}}{[R}

$\begin{equation} I = \frac{V_R}{R} \end{equation}$

让我们插入一些数字。说VS = 5V，R = 2.2k，Vd=2V（一个典型的红色LED）。

V_{[R} = 5 V - 2 V = 3 V 一世 = \frac{3 V}{2.2 ķ Ω} = 1.36 米 一种

$\begin{equation} V_R = 5V - 2V = 3V\\ I = \frac{3V}{2.2k\Omega} = 1.36 mA \end{equation}$

好吧，如果VS = 1VR = 2.2k和Vd = 2V？

这次，VS < Vd二极管不导通。R因此没有电流流过VR = 0V。这意味着VD = VS = 1V（这里VD是跨接的实际电压D，其中- Vd是二极管的饱和压降）。

— helloworld922
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+1基本内容，但对初学者来说非常好。

— 2013年

1

“ d的V”和“ s的V”是什么意思？我无法在您的帖子中清楚地指出下标的含义。谢谢。

— 艾姆·派尔

Vd=二极管两端的电压D。Vs是电源的电压（在电路图中标记）。

— helloworld922

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与其他一些答案相反，LED 确实具有电阻。它很小，但并不重要。仅电阻是不足以表征其行为的，但是说LED 没有电阻只是一种有效的简化方法有时。

例如，请参见数据表中有关LTL-307EE的图表，我无故选择了它，除了它是CircuitLab中的默认二极管，还有一个非常典型的指示器LED：

正向电流与电压

看到线在本质上如何笔直，而不是在5mA以上不垂直？那是由于LED的内部电阻。这是引线，键合线和硅的电阻之和。

$I$ $V_D$

一世 = {一世}_{小号} （ Ë^{V_{d} / （ ñ V_{Ť} ）} - 1个 ）

$I=I_S\left(e^{V_D/(nV_T)}-1\right)$

$I$ $V_D$ $V_T=25.85\cdot10^{-3}$ $n=1$ $i_s = 10^{-33}$

考虑电阻的电流-电压关系，由欧姆定律给出：

一世 = \frac{V}{[R}

$I = \frac{V}{R}$

$0V, 0A$ $R$ 。

这是一个带有电阻器，根据Schockley二极管方程式，没有电阻的“理想”二极管以及没有电阻的更实际的LED模型的图形：

电流-电压图

$> 5mA$ $(1.8V, 5mA)$ $(2.4V, 50mA)$

\frac{2.4 V - 1.8 V}{50 米 一种 - 5 米 一种} = \frac{0.6 V}{45 米 一种} = 13 Ω

$\frac{2.4V - 1.8V}{50mA-5mA} = \frac{0.6V}{45mA} = 13\Omega$

$13\Omega$

当然，您还必须在计算中包括LED的正向压降，这是导致电阻器与实际LED线之间向右偏移的原因。但是，其他人已经做了很好的解释。

$13\Omega$ $1000\Omega$

— 菲尔·弗罗斯特
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你知道你的东西！。代表电阻器（红色）+压降=（理想）二极管（绿色）的漂亮曲线图

— 电动车

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二极管通常不具有电阻（除了封装内部导体中的少量电阻），但是二极管上确实具有压降，其压降取决于其结构中使用的半导体材料。对于典型的LED，此电压降为〜1.5V。电压降与半导体中的带隙（最高束缚电子态与“导带”之间的能量差）有关。该压降确实在一定程度上取决于温度和电流，但对于简单的LED应用而言，并不明显。

为了说明，这是典型二极管的IV曲线，请注意，在达到某个阈值电压后，电流会逐渐增加。注意，与电阻器不同，IV曲线非常非线性。

从维基百科无耻地被盗

如果不使用电阻将二极管直接连接到电池，则二极管中的电流仅取决于接线中的电阻（很小）和电池的内部电阻，因此二极管中的电流会很大，并且会（最有可能）烧坏，因为二极管本身不提供任何电阻，但可以传导电流。

为了回答您的问题，为了计算流过二极管的电流，您需要确定电源电压，减去二极管压降，然后使用这个新的较低电压通过限流电阻器来计算电流。

— 疯狂的
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我知道，这很有趣。我会去的。谢谢。那么，既然压降或多或少是恒定的，我就直接从电压中减去它吗？只是想让我的脑海中直截了当。

— Freeman

@Freeman：是的。查看数据手册，确定二极管的标称正向电压。

— 2013年

1

我是一个初学者，对二极管一无所知。现在，要计算流过二极管的电流，您需要确定电源电压，减去二极管压降，然后使用这个新的较低电压来计算电流。

— Kohányi罗伯特

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LED具有内置的压降（由于LED的特性）。您可以查看购买的LED的规格表来确定压降。LED的颜色通常会影响其两端的电压降。

有关更详细的说明：

https://zh.wikipedia.org/wiki/LED_circuit

— 萨维奥
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