Dòng điện sẽ ra sao nếu tôi cắm một đèn LED vào một mạch hoàn hảo

Nếu tôi có một đèn LED có điện áp chuyển tiếp là 2,2 volt với dòng điện 20mA và bằng cách nào đó tôi đã tạo ra một pin chính xác là 2,2 volt và tôi đặt đèn LED đó, và chỉ đèn LED đó, trên pin đó, dòng điện đó sẽ là gì ?

Tôi chỉ bối rối làm thế nào điốt / LED hoạt động. Tôi hiểu thông thường bạn sẽ nói pin 5V và điện trở mà bạn đặt nối tiếp với đèn LED sẽ điều khiển dòng điện. Tôi chỉ đang cố gắng để nắm bắt tốt hơn các đặc điểm LED.

Cảm ơn

Về lý thuyết, điều này sẽ hoạt động và bạn có thể nhận được 20mA. Tuy nhiên, đây là một hệ thống rất mong manh mà bạn mô tả. Nếu một cái gì đó thay đổi một chút, bạn sẽ không nhận được hiện tại mong muốn của bạn. Ví dụ: bạn sẽ cần kiểm soát / biết những điều sau:

• Nhiệt độ mà diode hoạt động ở mức, có thể chiếm để tự sưởi ấm
• Điện áp chính xác mà một diode thu được 20mA ở nhiệt độ đã cho của bạn (lưu ý rằng biểu dữ liệu có thể sẽ cho giá trị "danh nghĩa" hoặc dung sai - bạn sẽ cần biết chính xác điện áp.
• Bộ nguồn (pin) của bạn sẽ cần phải chính xác hơn nhiều so với thực tế khi chỉ lái một đèn LED

Vấn đề là điốt thay đổi dòng điện của chúng một cách đáng kể với một sự thay đổi rất nhỏ về điện áp. Điều này có thể được nhìn thấy trong phương trình diode Shockley:

Điều này cho thấy dòng điện (I) thay đổi theo cấp số nhân với điện áp đặt vào (V). Vì vậy, trong khi có thể đặt một điện áp cố định vào một diode và có được một dòng điện chính xác, thì thật khó. Diode hiện tại tương đối dễ điều khiển trong chế độ hiện tại, vì bạn có thể tạo ra một nguồn dòng thô với một điện trở và khoảng trống điện áp đủ. Đây là những gì đang xảy ra khi bạn có một điện trở nối tiếp với diode của bạn ở mức 5V. Một thay thế là một dòng chìm liên tục, dễ dàng thực hiện trên một IC. Chúng hiển thị dưới dạng chip trình điều khiển LED có thể chìm dòng điện được lập trình và chúng cũng hoạt động tốt.

Rõ ràng là sẽ xem xét rằng

• "Một đèn LED vẽ 20 mA khi bạn áp dụng 2.2V sẽ vẽ 20 mA khi bạn áp dụng 2.2 Volts" :-)

tức là trong bạn tình huống lý tưởng bạn có sự ổn định. Nhưng câu hỏi của bạn cho thấy rằng bạn nhận thức rõ rằng trong thế giới thực, tình huống lý tưởng này sẽ không được áp dụng. Nhận ra đây là một khởi đầu tốt.

Như Starblue đã nói, nhìn vào bảng dữ liệu là một ý tưởng tốt.

Dưới đây là điện áp so với đường cong hiện tại cho một đèn LED hợp lý điển hình. Các nhà sản xuất nói rằng nó trên danh nghĩa được đánh giá ở mức 100 mA ở mức 3.2V nhưng nhìn vào đường cong cho thấy khi vẽ nó giảm 3,3V ở mức 100 mA. Cả bảng và đường cong đều có nghĩa là các giá trị "điển hình" - đó là một khởi đầu tồi khi một bảng dữ liệu không đồng ý với chính nó, nhưng nó không quan trọng ở đây cho thấy mối quan hệ không chính xác giữa Vf và Nếu trong thực tế cho một đèn LED được chọn ngẫu nhiên. Bảng dữ liệu cho biết Vf có thể thấp tới 2.9V và cao tới 3.5V ở 100 mA.

Nhìn vào đường cong và lưu ý điều gì xảy ra với một đèn LED thông thường nếu Vf được thay đổi từ 3,3V (= 100 mA) thành 3,4V. Ở 3,7V, nó rút ra 200 mA, ở khoảng 4,05V = 300 mA và ở 4,4V, nó rút ra 400 mA.

Nghĩa là, đối với sự thay đổi của Vf từ 3,3V lên 4,4V = ~ tăng 33% điện áp, dòng điện đi từ 100 mA đến 400 mA.

Một vài bài tập đơn giản, sẽ giúp ích rất nhiều cho sự hiểu biết của bạn nếu bạn tự làm chúng, sẽ cho bạn cảm giác tốt hơn nhiều về những gì xảy ra trong cuộc sống thực. Hãy thử làm việc ở trạng thái ổn định trên đường cong này để có điện áp nguồn cố định và một loạt các giá trị điện trở. Sau đó thử một giá trị điện trở cố định và một loạt các điện áp cung cấp điện.

Hãy cho chúng tôi nếu điều này giúp sự hiểu biết của bạn.