發(fā)光二極管 (LED) 在我們身邊。它們存在于我們的家中、汽車中，甚至手機(jī)中。 LED 有多種形狀和尺寸，這使設(shè)計(jì)人員能夠根據(jù)自己的產(chǎn)品進(jìn)行定制。每當(dāng)電子設(shè)備亮起時(shí)，其背后很可能有一個(gè) LED。它們的低功耗和小尺寸使其成為許多不同產(chǎn)品的選擇，因?yàn)樗鼈兛梢愿鼰o縫地融入設(shè)計(jì)中，使其成為整體更好的設(shè)備。

我們過去討論過高亮度 LED，但在這篇文章中，我們將重點(diǎn)關(guān)注 5mm LED 或通孔 LED。這些類型的 LED 很可能在小型電子產(chǎn)品中用作指示燈或類似的東西。 5mm LED 運(yùn)行所需的電流比高亮度 LED 少得多，為 20mA，而高功率 LED 的最低電流為 350mA。更多的電流 = 更多的光。顯然，這些 5mm LED 將更多地用作強(qiáng)調(diào)燈或非常小的空間的照明。這正是 5mm LED 的用途，它們可以在大型陣列中一起使用，以創(chuàng)建標(biāo)志或某種矩陣，或者可以單獨(dú)使用它們來制作小型指示燈或微型鑰匙鏈?zhǔn)蛛娡仓弧?/p>

5mm LED 非常有用，因?yàn)樗鼈兛梢暂p松地由小型電池供電并持續(xù)很長時(shí)間。這使得將它們集成到許多電子產(chǎn)品中或?qū)舴胖迷谒鼈兺ǔo法到達(dá)的地方變得很容易。 5mm LED 的名稱是根據(jù)其尺寸而得名：頂部的環(huán)氧樹脂外殼直徑約為 5mm。這些超小型光源使用起來很簡單，但我們不能忽視設(shè)置 LED 電路的某些步驟。

5mm LED 基礎(chǔ)知識
LED 是基本二極管的變體。二極管是一種僅在一個(gè)方向?qū)щ姷碾娮釉?。二極管具有所謂的正向電壓額定值，它決定了陽極 (+) 和陰極 (-) 之間的最小電壓差，以便允許電子流動(dòng)（啊……甜蜜的電流）。 LED 與二極管基本相同，主要區(qū)別在于 LED 在電流流動(dòng)時(shí)發(fā)光。

5mm LED 是一種將芯片固定在砧柱上的 LED，砧柱封裝在環(huán)氧樹脂圓頂中以提供保護(hù)。然后通過從底部伸出的兩條腿或尖頭進(jìn)行連接。正如我們提到的，二極管只允許一個(gè)方向的流動(dòng)。這使得區(qū)分正極（陽極）和負(fù)極（陰極）變得至關(guān)重要。使用 5mm LED 很容易，注意到腿的長度不同了嗎？較長的腿是陽極，兩者中較短的腿是陰極。如果您的腿被修剪或您有制造商使它們尺寸相同，則陰極側(cè) 5 毫米外殼的邊緣周圍通常會(huì)有一個(gè)平點(diǎn)

確保始終將電池/電源的正極連接到陽極，將負(fù)極或接地連接到陰極。這將確保極性匹配，并且在有足夠的輸入電壓的情況下電流會(huì)流動(dòng)，點(diǎn)亮 5mm LED。如果你向后接線，什么也不會(huì)發(fā)生，電路將保持閉合狀態(tài)。為了確保您的發(fā)光二極管有足夠的功率，在查看 LED 規(guī)格時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)關(guān)鍵額定值：正向電壓和正向電流。

5mm LED 電壓
每個(gè) LED 應(yīng)列出一個(gè)“正向電壓”，定義導(dǎo)電和發(fā)光所需的電壓量。如果您嘗試供應(yīng)的電量少于此數(shù)量，LED 將保持開路且不導(dǎo)電。一旦 LED 上的電壓降達(dá)到正向電壓，LED 就會(huì)亮起。如果您有多個(gè)串聯(lián) LED，則必須考慮它們的正向電壓額定值之和。

讓我們看一下我們的標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)色 5mm LED 之一。現(xiàn)在我們在產(chǎn)品頁面的規(guī)格中可以很容易地看到，LED的正向電壓約為3.4V。那么我們把這個(gè) LED 嘗試連接到 AA 電池上，LED 會(huì)起作用嗎？ AA 電池的標(biāo)稱電壓只有 1.5V，所以我們沒有足夠的電壓來導(dǎo)電。然而，如果我們串聯(lián)添加另一節(jié) AA 電池，我們的電壓將為 3V，并且我們將能夠運(yùn)行 5mm LED。 “但你說 LED 需要 3.4V！”是的，我知道，但是當(dāng)你在小數(shù)點(diǎn)后幾位之內(nèi)說話時(shí)，你會(huì)沒事的。

5mm LED 電流
現(xiàn)在有些人認(rèn)為他們只需要關(guān)心 LED 電壓就可以了。這就忽略了LED非常重要的一個(gè)部分，即電流。 LED 將在電路中吸收盡可能多的電流，從而導(dǎo)致 LED 的溫度升高直至燒毀。因此，為了減少 LED 故障，請注意 LED 電流額定值。

上面的示例是當(dāng)您的輸入電壓和正向電壓非常接近時(shí)，您無需過多擔(dān)心電流的示例。根據(jù)我們網(wǎng)站的經(jīng)驗(yàn)法則，當(dāng)您的輸入電壓為 3V 時(shí)，您可以為除紅色和黃色之外的任何 5mm LED 供電，而無需擔(dān)心跟蹤電流。這是因?yàn)殡娫粗袥]有足夠的電流可供 5mm 吸收并燒毀。

在所有其他情況下，您都需要限制流過 LED 的電流量。對于
高功率 LED，這是通過恒流驅(qū)動(dòng)器完成的。 5mm LED 的額定電流要低得多，通常在 15-30mA 左右，我們可以通過與 LED 串聯(lián)一個(gè)電阻來控制電流。在這里，您會(huì)經(jīng)常聽到限流電阻這個(gè)術(shù)語，因?yàn)樵撾娮杩纱_保流經(jīng)電路的電流受到顯著限制。5mm 帶電阻設(shè)置

5mm LED 通常在 20mA 下進(jìn)行測試，它們可以承受高達(dá) 30mA 的電流，但在我看來，我通常會(huì)嘗試將 5mm LED 保持在 20mA 的電流，這是其所有規(guī)格中建議的電流。現(xiàn)在我們必須弄清楚如何為您的電路找到合適的電阻器尺寸，以保證 LED 的安全！

為您的 LED 找到合適尺寸的電阻
電阻器有多種尺寸，為您的系統(tǒng)找到正確的尺寸需要用到數(shù)學(xué)。不過，請不要驚慌，我們使用這款電阻計(jì)算器來計(jì)算您所需的電阻器尺寸，讓一切變得非常簡單。這是一個(gè)很棒的工具，但了解如何進(jìn)行計(jì)算總是很有幫助的，所以請繼續(xù)關(guān)注。為了找到正確尺寸的限流電阻，我們必須知道LED的兩個(gè)特性：正向電流和正向電壓。

讓我們使用與上例相同的藍(lán)色 LED。在產(chǎn)品頁面上，您將看到捕獲右圖所示的表格。圈出您可以看到給定測試電流下的正向電壓 (Vf)。所以你可以看到對于這個(gè)LED，在20mA的恒定電流下，LED將下降3.2-3.6V。我們將采取中間立場，并假設(shè)該 LED 電壓將下降 3.4V。

在這個(gè)例子中，我將使用 3 節(jié)串聯(lián)的 AA 電池作為電源。每節(jié) AA 電池的電壓約為 1.5V，因此我們的 LED 總共有 4.5V 的電源。我們必須使用歐姆定律來找到電阻極限，但首先我們必須找到流過電阻的電壓。電阻器和 LED 將串聯(lián)放置，這意味著它們兩端的壓降將相加等于輸入電壓。這意味著我們可以輕松找到電阻器上壓降的電壓，因?yàn)槲覀円呀?jīng)知道 LED 的電壓為 3.4V。

輸入電壓 = LED V f +電阻電壓

電阻電壓= 輸入電壓 – LED V f

電阻器兩端的電壓= 4.5V – 3.4V

因此電阻兩端的電壓將下降約 1.1V?，F(xiàn)在我們有了這個(gè)，我們可以使用歐姆定律來計(jì)算所需的電阻！

電阻= 電壓 / 電流（以安培為單位）

電阻= 1.1 / .02 (20mA)

電阻 = 55 歐姆

根據(jù) LED 的不同，電阻器也會(huì)發(fā)生變化。對于這個(gè)例子，我們可以假設(shè)需要一個(gè) 55 歐姆的電阻，我們擁有的最接近的尺寸是 60.4，所以我們會(huì)選擇它。如果對電阻值有疑問，或者您的電阻值介于所提供的電阻值之間，請選擇稍大的尺寸。

檢查 LED 和電阻器的最后一件事是電阻器瓦數(shù)。我們所有的電阻器均為 1/4 瓦。所需電阻的瓦數(shù)是LED瓦數(shù)與電路總瓦數(shù)之差。因此通過上面的例子我們可以找到所需的電阻瓦數(shù)。

LED 功率 = 3.4V x .02A = .068 瓦

總功率 =  4.5V x .02A = 0.09 瓦

電阻器消耗的功率 =  .09 – .068 = .022 瓦

1/4 瓦 (0.25) 電阻器可以輕松處理 0.022 瓦，所以我們已經(jīng)準(zhǔn)備就緒！將電阻器與 LED 串聯(lián)（在連接的正極側(cè)），您的燈就全部設(shè)置好了。

終極電阻
04006-025不想經(jīng)歷尋找電阻器并在一個(gè)電路中處理多個(gè)電阻器的麻煩？查看 LuxDrive 的DynaOhm。這是一款基于全灌封半導(dǎo)體的可變電阻器，經(jīng)過優(yōu)化可替代 5mm LED 應(yīng)用中的電阻器。該單元將串聯(lián)，就像電阻器一樣。不同之處在于它已經(jīng)具有一定的額定電流，因此您只需擔(dān)心電壓即可。 DynaOhm 可以采用 2.6V 至 50VDC，因此輸入 LED 所需的任何電壓。

5mm LED 光輸出
現(xiàn)在我們已經(jīng)討論了所有關(guān)于電壓和電流的有趣話題，我們可以深入了解人們真正關(guān)心的是什么，這些微小燈泡發(fā)出的光。顏色和亮度可以通過幾種不同的方式來測量。我們的網(wǎng)站總是很好地列出和組織它們，但讓我們了解這些二極管如何產(chǎn)生它們所發(fā)出的光。

LED波長

LED 波長基本上是解釋光顏色的一種非常精確的方式。對于 LED，由于制造過程的復(fù)雜性，顏色會(huì)有所不同，有時(shí)波長也會(huì)略有不同。在 5mm LED 規(guī)格表上，您實(shí)際上會(huì)看到波長。這些變化總是在相同的光譜內(nèi)，只是如果您購買許多不同批次的相同顏色的 LED，可能會(huì)存在一些細(xì)微的變化（即使我們的眼睛沒有注意到它們）。

該波長實(shí)際上由用于制造 5 毫米封裝內(nèi)二極管的半導(dǎo)體材料類型決定。半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)因材料而異，因此光子以不同的頻率發(fā)射，從而影響我們看到的光。下面是我們的 LED 和波長選項(xiàng)的完整表格。我們銷售的一些較流行的顏色是深紅色 660nm和粉色 440nm。5mm-顏色

還有5 毫米白色 LED，有暖白色和冷白色可供選擇。

LED亮度
因此，波長取決于半導(dǎo)體材料，但光強(qiáng)度取決于流向二極管的電流。因此，驅(qū)動(dòng)電流越高，LED 就越亮。 5mm LED 的亮度通常以毫坎德拉 (mcd) 為單位進(jìn)行測量，但這不僅僅是給任何 LED 指定一定數(shù)量的亮度。

這種光測量（坎德拉）的有趣之處在于，它不是像測量大多數(shù)其他光形式那樣測量光能量的大小，而是測量實(shí)際的亮度。該數(shù)字是通過獲取特定方向發(fā)射的功率并通過光的光度函數(shù)對該數(shù)字進(jìn)行加權(quán)而得出的。這基本上意味著我們將在下面討論的光束角度會(huì)影響光，但波長也會(huì)影響。人眼對某些波長比其他波長更敏感，此亮度模型考慮了這一點(diǎn)。這就是為什么 IR 5mm LED 將沒有輸出，因?yàn)槲覀兛床坏皆摬ㄩL。對于紫外線甚至藍(lán)色和其他常見顏色來說也是如此。

如您所見，不同 LED 的發(fā)光強(qiáng)度（亮度）各不相同。顏色往往較低，從數(shù)十到數(shù)百，而白色（以及一些我們看得更好的顏色，如綠色）可達(dá) 20,000 mcd。我們列出了所有 5mm LED 在測試電流 20mA 下的光輸出。

5毫米視角
我們網(wǎng)站上的 5mm LED 將按其顏色和光束角度進(jìn)行標(biāo)記。 5mm LED 顯示5mm-LED 視角如右圖所示的圖表，顯示光束的傳播角度以及特定角度的強(qiáng)度。要閱讀該圖，請想象 LED 直立在其下方。圖表上的“輻條”是角度，彩虹狀的線是強(qiáng)度與最大強(qiáng)度的百分比。請看下面，我們將介紹如何查找任何 5mm LED 的視角和該角度下的亮度。

5mm 視角圖

擴(kuò)散5mm LED
如果人眼直接觀看 LED，通常建議采用某種擴(kuò)散器或磨砂飾面。一些 5mm LED 的環(huán)氧樹脂圓頂上有涂層，可以使光輸出更加柔和。我們有一個(gè)白色 5 毫米 LED，采用這種表面處理，因此易于觀看。這會(huì)降低亮度，但會(huì)帶來更好的光線效果。

使用 5mm LED 進(jìn)行探索
5 毫米 LED非常實(shí)惠且易于使用。看看你能用它們做什么，選擇是無窮無盡的?，F(xiàn)在您知道如何為 5mm LED 供電、確定其顏色和亮度并確保光線傳播到您需要的地方。祝你好運(yùn)！