Quel serait le courant si je branche une LED dans un circuit parfait

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Si j'avais une LED qui avait une tension directe de 2,2 volts avec un courant direct de 20mA et que je créais en quelque sorte une batterie qui était exactement de 2,2 volts et je mettais cette LED, et seulement cette LED, sur cette batterie, quel serait le courant ?

Je suis juste confus sur le fonctionnement des diodes / LED. Je comprends généralement que vous auriez dû dire une batterie 5V et la résistance que vous mettez en série avec la LED contrôlerait le courant. J'essaie juste de mieux comprendre les caractéristiques des LED.

Merci

Tyler DeWitt
la source
Vous pouvez mesurer la tension sur une LED à 20mA, puis lui fournir exactement la même tension et lui faire prendre 20mA. Cependant, même de légers écarts par rapport à cette tension et des changements de température des LED auront des effets proportionnellement importants sur le courant des LED.
Olin Lathrop
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Obtenez une fiche technique et regardez les diagrammes.
starblue
@OlinLathrop - Je pense que vous avez peut-être voulu dire «de manière disproportionnée». Le type «proportionnellement» suggère la linéarité.
JustJeff
@JustJeff: Oups, oui. Trop tard pour éditer maintenant.
Olin Lathrop

Réponses:

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En théorie, cela fonctionnerait et vous pourriez obtenir 20 mA. Cependant, c'est un système très fragile que vous décrivez. Si quelque chose bouge légèrement, vous n'obtiendrez pas le courant souhaité. Par exemple, vous devez contrôler / connaître les éléments suivants:

  • La température à laquelle la diode fonctionne, ce qui explique peut-être l'auto-échauffement
  • La tension exacte qu'une diode tire 20mA à votre température donnée (notez que la fiche technique donnera probablement une valeur "nominale" ou une tolérance - vous auriez besoin de connaître la tension exacte.
  • Votre alimentation (batterie) devrait être beaucoup plus précise que ce qui est pratique pour simplement conduire une LED

Le problème est que les diodes changent considérablement leur courant avec un très petit changement de tension. Cela peut être vu dans l'équation de la diode Shockley:

I=Is(eVnVT1)

Cela montre que le courant (I) varie de façon exponentielle avec la tension appliquée (V). Donc, bien qu'il soit possible d'appliquer une tension fixe à une diode et d'obtenir un courant précis, c'est difficile. Le courant de diode est relativement facile à contrôler en mode courant, car vous pouvez créer une source de courant grossière avec une résistance et une tension suffisante. C'est ce qui se passe lorsque vous avez une résistance en série avec votre diode à 5V. Une alternative est un puits de courant constant, ce qui est facile à faire sur un circuit intégré. Celles-ci apparaissent comme des puces de pilote LED qui peuvent absorber un courant programmé, et elles fonctionnent bien également.

W5VO
la source
bizarre ... mon instinct aurait été que la diode créerait un court-circuit, car il n'y a rien pour limiter le courant.
Tevo D
Merci pour la grande info. Lorsque vous dites qu'une puce de pilote LED peut absorber un courant programmé, que voulez-vous dire? Quand j'ai lu sur les pilotes LED, il semble qu'ils aient encore besoin d'une résistance. Merci
Tyler DeWitt
Les caractéristiques intrinsèques de la diode limitent le courant. Encore une fois, puisqu'il existe une relation exponentielle entre la tension et le courant, il serait certainement difficile d'utiliser une diode de cette façon. Finalement (si la diode ne fusionne pas), la résistance série de la diode limiterait le courant.
W5VO
Apprenez quelque chose de nouveau chaque jour ... ou beaucoup de nouvelles choses par une bonne journée. Il faudra réfléchir davantage à cette idée. Merci
Tevo D
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@TylerDeWitt Je fais référence à des puces telles que la TI TLC5940, et. Al. qui agissent essentiellement comme des puits de courant commutables. Il peut y avoir une résistance pour régler le courant de référence, mais il n'y a pas de résistance en série avec une LED.
W5VO
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Il sera évident, compte tenu du fait que

  • "Une LED tirant 20 mA lorsque vous avez appliqué 2,2 V tirerait 20 mA lorsque vous avez appliqué 2,2 Volts" :-)

c'est-à-dire que dans votre situation idéale, vous avez de la stabilité. Mais votre question montre que vous savez bien que dans le monde réel, cette situation idéale ne s'appliquerait pas. Le réaliser est un bon début.

Comme l'a dit Starblue, regarder la fiche technique est une bonne idée.

Vous trouverez ci-dessous la courbe tension / courant pour une LED raisonnablement typique. Les fabricants disent qu'il est nominalement évalué à 100 mA à 3,2 V, mais un examen de la courbe montre que lorsqu'il est dessiné, il chute de 3,3 V à 100 mA. Le tableau et la courbe sont tous deux censés être des valeurs "typiques" - c'est un mauvais début lorsqu'une fiche technique est en désaccord, même légèrement, mais cela n'a pas d'importance ici et démontre la relation inexacte entre Vf et If dans la pratique pour une LED choisie au hasard. La fiche technique indique que Vf pourrait être aussi bas que 2,9 V et aussi élevé que 3,5 V à 100 mA.

Regardez la courbe et notez ce qui se passe pour une LED typique si Vf passe de 3,3 V (= 100 mA) à 3,4 V. À 3,7 V, il consomme 200 mA, à environ 4,05 V = 300 mA et à 4,4 V, il consomme 400 mA.

Autrement dit, pour un changement de Vf de 3,3 V à 4,4 V = ~ une augmentation de 33% de la tension, le courant passe de 100 mA à 400 mA.

Quelques exercices simples, qui vous aideront grandement à comprendre si vous les faites vous-même, vous donneront une bien meilleure idée de ce qui se passe dans la vie réelle. Essayez de déterminer l'état stable sur cette courbe pour une tension d'alimentation fixe et une série de valeurs de résistance. Essayez ensuite une valeur de résistance fixe et une série de tensions d'alimentation.

Dites-nous si cela vous aide à comprendre.

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Russell McMahon
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