Wie hoch wäre der Strom, wenn ich eine LED an einen perfekten Stromkreis anschließe?

Wenn ich eine LED mit einer Durchlassspannung von 2,2 Volt und einem Durchlassstrom von 20 mA hätte und ich irgendwie eine Batterie mit genau 2,2 Volt erstellen würde und ich diese LED und nur diese LED an diese Batterie anschließen würde, wie hoch wäre der Strom ?

Ich bin nur verwirrt, wie Dioden / LEDs funktionieren. Ich verstehe, dass Sie normalerweise eine 5-V-Batterie sagen müssten und der Widerstand, den Sie in Reihe mit der LED schalten, den Strom steuern würde. Ich versuche nur, die LED-Eigenschaften besser zu verstehen.

Vielen Dank

Sie könnten die Spannung an einer LED bei 20 mA messen, dann genau dieselbe Spannung an sie anlegen und 20 mA nehmen lassen. Allerdings haben selbst geringfügige Abweichungen von dieser Spannung und Änderungen der LED-Temperatur entsprechend große Auswirkungen auf den LED-Strom.
Holen Sie sich ein Datenblatt und schauen Sie sich die Diagramme an.
@OlinLathrop - Ich denke, Sie haben vielleicht "unverhältnismäßig" gemeint. "Proportional" deutet auf Linearität hin.
@JustJeff: Hoppla, ja. Zum Editieren ist es jetzt zu spät.

Antworten (2)

Theoretisch würde dies funktionieren und Sie könnten 20 mA erhalten. Dies ist jedoch ein sehr fragiles System, das Sie beschreiben. Wenn sich etwas leicht verschiebt, erhalten Sie nicht Ihren gewünschten Strom. Zum Beispiel müssten Sie Folgendes kontrollieren/wissen:

  • Die Temperatur, bei der die Diode arbeitet, möglicherweise unter Berücksichtigung der Selbsterwärmung
  • Die genaue Spannung, die eine Diode bei einer bestimmten Temperatur von 20 mA zieht (beachten Sie, dass das Datenblatt wahrscheinlich einen "Nennwert" oder eine Toleranz angibt - Sie müssten die genaue Spannung kennen.
  • Ihre Stromversorgung (Batterie) müsste viel präziser sein, als es für den Betrieb einer LED praktisch ist

Das Problem ist, dass Dioden ihren Strom bei einer sehr kleinen Spannungsänderung dramatisch ändern. Dies ist in der Shockley-Diodengleichung zu sehen:

ich = ich s ( e v n v T − 1 )

Dies zeigt, dass sich der Strom (I) exponentiell mit der angelegten Spannung (V) ändert. Es ist zwar möglich, eine feste Spannung an eine Diode anzulegen und einen genauen Strom zu erhalten, aber es ist schwierig. Der Diodenstrom ist im Strommodus relativ einfach zu steuern, da Sie mit einem Widerstand und genügend Spannungsreserve eine grobe Stromquelle herstellen können. Dies passiert, wenn Sie einen Widerstand in Reihe mit Ihrer Diode bei 5 V haben. Eine Alternative ist eine Konstantstromsenke, die auf einem IC einfach zu realisieren ist. Diese zeigen sich als LED-Treiberchips, die einen programmierten Strom aufnehmen können, und sie funktionieren auch gut.

seltsam ... mein Bauchgefühl wäre gewesen, dass die Diode einen Kurzschluss erzeugen würde, da nichts den Strom begrenzt.
Danke für die tollen Infos. Wenn Sie sagen, dass ein LED-Treiberchip einen programmierten Strom aufnehmen kann, was meinen Sie damit? Wenn ich mich über LED-Treiber informiert habe, scheint es, dass sie immer noch einen Widerstand brauchen, der dort hineingeworfen wird. Vielen Dank
Die intrinsischen Eigenschaften der Diode begrenzen den Strom. Da zwischen Spannung und Strom eine exponentielle Beziehung besteht, wäre es definitiv schwierig, eine Diode auf diese Weise zu verwenden. Schließlich (wenn die Diode nicht schmilzt) würde der Serienwiderstand der Diode den Strom begrenzen.
Jeden Tag etwas Neues lernen... oder an einem guten Tag viel Neues. Über diese Idee muss man noch etwas nachdenken. Vielen Dank
@TylerDeWitt Ich beziehe mich auf Chips wie den TI TLC5940 usw. Al. die im Grunde als schaltbare Stromsenken fungieren. Es kann einen Widerstand geben, um den Referenzstrom einzustellen, aber es gibt keinen Widerstand in Reihe mit einer LED.

Wenn man das bedenkt, wird es offensichtlich sein

  • "Eine LED, die 20 mA zieht, wenn Sie 2,2 V anlegen, würde 20 mA ziehen, wenn Sie 2,2 Volt anlegen" :-)

dh in Ihrer idealen Situation haben Sie Stabilität. Aber Ihre Frage zeigt, dass Sie sich bewusst sind, dass diese ideale Situation in der realen Welt nicht zutreffen würde. Das zu erkennen, ist ein guter Anfang.

Wie Starblue sagte, ist es eine gute Idee, sich das Datenblatt anzusehen.

Unten ist die Spannungs-Strom-Kurve für eine einigermaßen typische LED. Die Hersteller sagen, dass es nominell auf 100 mA bei 3,2 V ausgelegt ist, aber ein Blick auf die Kurve zeigt, dass es wie gezeichnet bei 100 mA um 3,3 V abfällt. Die Tabelle und die Kurve sind beide als "typische" Werte gedacht - es ist ein schlechter Anfang, wenn ein Datenblatt auch nur geringfügig von sich selbst abweicht, aber es ist hier unwichtig und demonstriert die ungenaue Beziehung zwischen Vf und If in der Praxis für eine zufällig ausgewählte LED. Das Datenblatt sagt, dass Vf so niedrig wie 2,9 V und so hoch wie 3,5 V bei 100 mA sein könnte.

Sehen Sie sich die Kurve an und beachten Sie, was bei einer typischen LED passiert, wenn Vf von 3,3 V (= 100 mA) auf 3,4 V geändert wird. Bei 3,7 V zieht es 200 mA, bei etwa 4,05 V = 300 mA und bei 4,4 V zieht es 400 mA.

Das heißt, für eine Änderung von Vf von 3,3 V auf 4,4 V = ~ eine 33% ige Erhöhung der Spannung, der Strom geht von 100 mA auf 400 mA.

Ein paar einfache Übungen, die Ihrem Verständnis sehr helfen, wenn Sie sie selbst machen, geben Ihnen ein viel besseres Gefühl dafür, was im wirklichen Leben passiert. Versuchen Sie, den stabilen Zustand auf dieser Kurve für eine feste Versorgungsspannung und eine Reihe von Widerstandswerten zu ermitteln. Versuchen Sie dann einen festen Widerstandswert und eine Reihe von Versorgungsspannungen.

Sagen Sie uns, ob dies Ihrem Verständnis hilft.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie hoch wäre der Strom, wenn ich eine LED an einen perfekten Stromkreis anschließe?
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