Перейти к содержанию

Прямое напряжение светодиода

Прямое напряжение — напряжение, которое падает на светодиоде, когда через него течёт рабочий ток. От него зависит, хватит ли напряжения питания, чтобы светодиод засветился, и каким должен быть токоограничивающий резистор.

Обновлено Редакция GAW

Прямое напряжение (forward voltage, VF) — напряжение на светодиоде в прямом направлении при заданном токе. Светодиод почти не проводит ток, пока напряжение меньше порогового, а после него ток резко растёт при небольшом увеличении напряжения. Поэтому в даташите прямое напряжение указывают при определённом токе — 10 или 20 мА — с типичным и максимальным значением.

Значения

СветодиодЦветVF тип.VF макс.ТокТКН VF
Kingbright WP7113IDкрасный1,9 В2,3 В10 мА−1,9 мВ/°C
Kingbright WP7113QBC/Dсиний3,3 В4,0 В20 мА−3,0 мВ/°C

Прямое напряжение определяется материалом кристалла: у красных светодиодов оно около 2 В, у синих и белых — около 3 В и выше. Разброс между экземплярами — десятые доли вольта, поэтому светодиоды нельзя включать параллельно с одним общим резистором: почти весь ток пойдёт через тот, у которого напряжение меньше.

Расчёт резистора

Ток светодиода задают резистором, на котором падает разница между напряжением питания и прямым напряжением:

R=Uпит−UFIFR = \frac{U_\text{пит} - U_F}{I_F}

Если светодиод питается от вывода микроконтроллера, вместо напряжения питания берут напряжение двухтактного выхода под нагрузкой — оно ниже питания. Номинал и мощность резистора считает калькулятор резистора для светодиода, схемы подключения к Arduino и STM32, в том числе цепочек на 12 В, — в статье «Подключение светодиода». Устройство и параметры диодов — в статье «Диоды».

Частые вопросы

Сколько вольт нужно светодиоду?

Зависит от цвета, то есть от материала кристалла. У красного светодиода Kingbright WP7113ID прямое напряжение 1,9 В типично и до 2,3 В при 10 мА, у синего WP7113QBC/D — 3,3 В типично и до 4,0 В при 20 мА. У белых светодиодов прямое напряжение того же порядка, что у синих, — около 3 В и выше.

Можно ли подключить синий светодиод к 3,3 В без резистора?

Нет. Прямое напряжение синего светодиода — до 4,0 В, и от 3,3 В он может не засветиться вовсе или светиться тускло, а у экземпляра с низким напряжением ток ничем не ограничен. Резистор задаёт ток, а для синих и белых светодиодов от 3,3 В надёжнее питание 5 В через транзистор.

Почему прямое напряжение светодиода меняется при нагреве?

Оно уменьшается с ростом температуры: у красного WP7113ID на 1,9 мВ на градус, у синего WP7113QBC/D — на 3,0 мВ на градус. При питании от источника напряжения без резистора это опасно: нагретый светодиод пропускает больший ток, нагревается ещё сильнее. Поэтому ток светодиода всегда задают резистором или источником тока.

Источники

  1. Kingbright. WP7113ID: T-1 3/4 (5 mm) Solid State Lamp (DSAF0012, Rev V.14A) — красный: VF 1,9 В тип., 2,3 В макс. при 10 мА; ТКН VF −1,9 мВ/°C
  2. Kingbright. WP7113QBC/D: T-1 3/4 (5 mm) Solid State Lamp (DSAG3481, Rev V.18B) — синий: VF 3,3 В тип., 4,0 В макс. при 20 мА; ТКН VF −3,0 мВ/°C

Нашли ошибку?

Смотрите также