事業内容 会社案内 試作事例 生産革新 環境活動 リンク お問い合わせ
LED(発光ダイオード)の仕組み

LED(発光ダイオード)の素子はPN接合と呼ばれる構造を持っています。
P形半導体からの端子をアノード(A)、N形半導体からの端子をカソード(K)といい、
アノードからカソードに流れる電流のみを通して、その逆はほとんど通さないという
働きを持っています。この効果を整流作用といい、交流を直流に変換する働きの事です。

LED(発光ダイオード)模式図、LED(発光ダイオード)図記号

LED(発光ダイオード)の働きを感覚的に捉えるなら、ダムの働きをしています。
電気の流れを水の流れに例えてみると、アノードが上流側、カソードは下流側になります。
上流から下流へは流れますが下流から上流へはダムにはばまれ流れません。
LEDは電流のダムの働きをしていると考えてもらえればいいです。

ダムを超えて電気が流れ発光する(順方向)




LED(発光ダイオード)を光らせる

LED(発光ダイオード)が光る為には、その両端に電圧をかけてやる必要があります。
電圧はLEDの種類にもよりますが、電圧が足りないと発光しません

今回は、ごく一般的な砲弾型のLEDを例に挙げて説明します。
砲弾型のLEDは約2Vの電圧をかけてやると発光します。
だから乾電池1個(約1.5V)では発光しません。
かといって乾電池2個(3V)を直列に繋ぐと、電圧オーバーでLEDに負荷がかかり過ぎるため 過剰な発熱、そしてLEDを壊してしまいます。
そこでLEDと乾電池の間に適当な大きさの抵抗器を付けてやります。
すると適度な明るさで発光し、LEDにも乾電池にも無理をかけずにうまく動作します。

発光しない、電流が流れすぎる、理想的な発光状態

ここで問題です。適当な抵抗器の大きさは?

質問されても電気に関わった事のない人にはどうすればいいかわからないと思います。
そこで思い出して貰いたいのがオームの法則です。
電圧をV(単位はV)、電流を I (単位はA)とすると

V=IR

で表される関係の式です。ここでいうRは抵抗(単位はΩ)のことです。
ここでオームの法則を使って抵抗を求める方法を説明します。
回路の電圧Vが1V、電流 I が1Aだとすると

R=1/1=1オーム

となります。
つまり、1Ωとは1Vの電圧を加えたときに、1Aの電流が流れる抵抗値、
逆に言えば、1Aの電流を流したときに、1Vの電流が発生する抵抗値ということになります。

次に、電流値が0.2Aになった場合を考えてみます。


R=1/0.2=5オーム

となります。

では5Ωの抵抗に電流を1A流すときに必要な電圧は・・・


V=IR

となります。

このように電気回路では、必ずオームの法則が成立するので、
電圧、電流、抵抗のうち2つの値がわかれば他の1つも計算できます。

さて、オームの法則について簡単に理解できたところで、始めの図3で表した電気回路に
必要な抵抗値を考えてみます。

回路の電圧Vは乾電池が2個で3V、LEDが正常に動作しているときの電圧は2Vです。
この回路で抵抗はLEDと直列に繋がっているため分圧されるので、抵抗にかかる電圧VRは

VR

LEDに流す電流 I を20mA(1mA=1/1000A)とすると抵抗値Rは

抵抗値R

したがって、図3の抵抗器の大きさは50Ωということになります。


事業内容 製造支援 試作支援 開発支援
会社案内 会社概要 設       備 地       図 求人情報 生産革新 - 開発改善活動 - QCサークル活動
試作事例 環境活動 リ   ン   ク お問い合わせ
Copyright (c) 2005 SayoSeikiSeisakusyo All rights reserved.