LED(2)
LED その2
今回はLED（発光ダイオード）の使い方について紹介します。
LEDの回路シンボルは図１のとおりです。２本の端子を持っていて、Aはアノード、
Kはカソードと呼ばれる電極です。
LEDはダイオードと同じようにアノードAにプラスの電圧を加えると電流が流れて
発光（点灯）します。（図２ a）
この電流が流れる方向に電圧を加えることを「順方向電圧」と言います。
これとは逆にカソードKにプラスの電圧を加えた場合は電流が流れないので
LEDは発光しません。この場合の電圧の加え方を「逆方向電圧」と言います。
図１ LEDの回路シンボル |
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図２ 順方向電圧と逆方向電圧 |
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LEDを発光（点灯）させるためには「順方向電圧」を加えれば良いわけですが、
図２の場合は電流が際限なく流れてLEDを破損する恐れがあります。
したがって、図３のように流れる電流を制限する抵抗R
を用います。
また、LEDが発光するための電圧は
「LEDの順電圧VFより大きな電圧が必要」です。
順電圧VFとは図４のようにLEDを順方向電圧
で電流を流した場合の「アノードとカソード間」
の電圧降下です。
このVFの値は図４のように流す電流（これを
順電流 IF と言います）の大きさにより異なり
例えば、図４の場合は
2mA → 1.6V
20mA → 2.0V
となります。
このような特性はLEDの発光色、型番
等により異なります。
また、LEDの光の強さは流す電流に比例
します。したがって、図５のように順電圧が
3VのLEDは電源電圧1.5Vでは十分な電流
が流れませんので発光しません。
図５
図４ 順電圧VF - 順電流 IF 特性例
これではLEDは発光しない
（抵抗値の決め方） 制限抵抗Rは次のようにして求めます。
（例１）電源が3V
LEDの明るさは流す電流に比例し、品種により異なりますが、一般的には1mA～10mA
にすれば十分な明るさになります。
ここでは図６のように、
順電圧 VF = 1.8V
電源電圧 Vcc = 3V (例えば単3電池を2本） 流す電流 I = 5mA
として求めてみます。
LEDの両端の電圧(VF)は1.8Vですから、抵抗Rの両端の電圧VBは
VB = Vcc - VF = 3 - 1.8 = 1.2V
です。したがって、この電圧（降下）VBで5mA流れるRの値は
R = VB / I = 1.2V / 5mA = 240Ω
となります。
図６
R = |
VB |
= |
3 −1 . |
8 |
= |
1 .2V |
= 240Ω |
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I |
5 mA |
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|
5 mA |
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|||
この例ではRの計算結果が240Ωとなりましたが、半端な計算結果（例えば、230Ω等）
が出た場合はカーボン抵抗の品種の中から近い数字のものを選択します。
例えば、230Ωの計算結果であれば、220Ωまたは240Ωの抵抗を使用します。
（例２）電源が6V
青色LEDなどのように順電圧VFが高い場合はVccを6V(4.5Vでも良い）にして
この例ではVF=3V と仮定して計算しています。
（順電圧VFは各LEDのデータシートを参照してください）
図７
（例３）電源が9V
図８は電源が9V時の応用例で、LEDを「直列接続」することにより2個点灯しています。
この場合のVFは接続するLEDの個数分になり、この例では
3V + 3V = 6V
です。
図８
（実験風景）
写真１，２はLEDの点灯実験風景です。
実験にはブレッドボードとデジタル表示の電源を用いています。
この実験では青LED(LinkmanのBL304B2CA1A01)を用いて、制限抵抗Rは1KΩです。
電源電圧2.5Vでは点灯しなく（写真１）、6Vで十分な明るさで点灯しています。（写真２）
写真１ 電源2.5V |
写真２ 電源6V |
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表１ 主なLEDの順電圧VF
型番 |
メーカー |
発光色 |
順電圧VF |
条件(IF) |
サイズ |
BL304A2CA1A01 |
Linkman |
橙 |
1.8V |
20mA |
Φ3 |
BL304B2CA1A01 |
Linkman |
青 |
3.0V |
20mA |
Φ3 |
UB3803X |
スタンレー |
青 |
3.7V |
20mA |
Φ3 |
SEL2415G |
サンケン電気 |
緑 |
2.0V |
10mA |
Φ3 |
BL304V2CA2A01 |
Linkman |
赤 |
1.8V |
20mA |
Φ3 |
BL304Y2CA2A01 |
Linkman |
黄 |
1.9V |
20mA |
Φ3 |
SLI560UT |
ROHM |
赤 |
1.9V |
20mA |
Φ5 |
BL503W1CA1B01 |
Linkman |
白 |
3.2V |
20mA |
Φ5 |
NSPW500BS |
日亜化学 |
白 |
3.6V |
20mA |
Φ5 |
LA504W5CA1A01 |
Linkman |
電球色 |
3.2V |
20mA |
Φ5 |
Linkman |
ピンク |
3～3.6V |
- |
Φ5 |
|
Linkman |
紫 |
3.2V |
- |
Φ5 |