電子設(shè)計(jì)中常見(jiàn)但不那么令人興奮的方面之一是選擇合適的電阻值來(lái)限制通過(guò)無(wú)處不在的小指示燈（稱為 LED）的電流。該過(guò)程并不是特別復(fù)雜——我們假設(shè) LED 兩端的壓降恒定，然后進(jìn)行一些數(shù)學(xué)計(jì)算以確定能夠?yàn)槲覀兲峁┧枵螂娏鞯碾娮琛?br>
恒壓假設(shè)與實(shí)際情況完全不符，但我們沒(méi)有采用它，因?yàn)橥ǔＮ覀儾唤橐?LED 電流是否略高于或低于預(yù)期。
但是，當(dāng)我們處理集成到單個(gè)封裝中的 LED 陣列時(shí)，恒壓假設(shè)就失效了——例如，七段顯示器。它讓我們失望，因?yàn)樗鼘?dǎo)致了一個(gè)難題：如果我們假設(shè)設(shè)備中所有 LED 的壓降恒定（且相等），我們可以僅用一個(gè)限流電阻驅(qū)動(dòng)整個(gè)顯示器。然而，似乎每個(gè)人都決定為每個(gè) LED 使用單獨(dú)的電阻器。
考慮以下電路，它表示一個(gè)封裝中具有三個(gè)共陰極 LED 的器件。
假設(shè)每個(gè) LED 的正向電壓 (V F ) 為 1.6 V。如果我們向每個(gè)引腳施加 5 V 驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則共陰極電壓為 3.4 V，則通過(guò)電阻器的電流為 10.3 mA。因?yàn)槊總�(gè) LED 都有相同的壓降，我們假設(shè)它們有相同的電流，所以每個(gè) LED 的正向電流 (I F ) 為 3.4 mA。大功告成——為什么要費(fèi)心使用三個(gè)電阻器呢？
這里有兩個(gè)問(wèn)題：首先，壓降不是恒定的。其次，我們不能假設(shè)三個(gè) LED 具有完全相同的電流-電壓特性。
通過(guò) LED 的實(shí)際電流由指數(shù)關(guān)系決定，例如：
注意兩點(diǎn)：
• 一旦 LED 處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，V F可被視為近似恒定，因?yàn)榧词?I F大幅增加也對(duì)應(yīng)于 V F的微小變化。
• 在指數(shù)曲線斜率快速增加的區(qū)域，V F的小變化對(duì)應(yīng)于 I F的大變化。
現(xiàn)在讓我們假設(shè)其中一個(gè) LED 的電流-電壓特性相對(duì)于其他兩個(gè) LED 向左移動(dòng)。
當(dāng)施加電壓時(shí)，這個(gè)麻煩的 LED 將在 V F = 1.3 V 時(shí)進(jìn)入完全導(dǎo)通狀態(tài)，并且由于所有 LED 共享一個(gè)陰極，因此這個(gè) LED 會(huì)將其他 LED 上的電壓限制在 1.3 V。這是一個(gè)問(wèn)題因?yàn)閷?duì)于其他兩個(gè) LED，1.3 V 僅對(duì)應(yīng)少量電流。
這里的要點(diǎn)是，您通常不想只使用一個(gè)限流電阻，因?yàn)槟鸁o(wú)法確保 LED 均等地共享電流；此外，一個(gè) LED 可能會(huì)比其他 LED 獲得更多的電流。
然而，包含在單個(gè)封裝中的 LED 應(yīng)該表現(xiàn)出相當(dāng)一致的電流-電壓特性（除非它們是故意不一致的，例如 RGB LED 模塊）。因此，單個(gè)限流電阻可能在許多應(yīng)用中提供足夠的性能——但請(qǐng)記住考慮功耗！功率與電流的平方成正比，如果您需要，例如，八個(gè) LED 都以顯著亮度工作，則通過(guò)單個(gè)電阻器的電流會(huì)變得非常大。
除了單電阻器方法帶來(lái)的不便的高功率耗散之外，底線是每個(gè) LED 的單獨(dú)電阻器是驅(qū)動(dòng) LED 陣列的方式。 |
