近所のホームセンターで買い物していたら、LEDまで売っていました。いわゆるLED電球ではなく、LED素子そのものです。他にも基板やスイッチ等いくつかの電子部品が売られていたのにはビックリ。

ストックが無かったので一つ購入

他の色もありましたが、とりあえず赤色LEDを1パック購入しました。価格は税込で約200円だったのですが、パックにはφ5mmの赤色LEDと330Ω抵抗が5個ずつセットで入っていましたので極端に高い訳ではないでしょう。

裏には簡単な説明書きがあり、抵抗は3〜5V電源用となっていました。またLEDのスペックとして「動作温度-20〜75℃・定格電流 25mA」と記載されてますが、残念ながらLEDと抵抗のメーカーおよび品番は記載されていませんので詳しいデータの入手はできません。

LEDって何

すでに一般名詞化しているので説明不要かと思いますが、LEDとは「Light Emitting Diode」の略称で日本語では発光ダイオードと呼ばれます。名前からわかるようにLEDはダイオードの一種です。

LEDは通常二端子の半導体素子で、端子間に電流を流すと発光します。発光色は赤、緑、青、黄色等の単色ですが、三端子の二色発光タイプや四端子のRGB発光タイプ等も有ります。
更に可視光だけでなく、赤外線や紫外線を出すLEDもあります。赤外線LEDは家電のリモコンによく使われていますね。

昔は表示用として使用されてきましたが、最近では発光効率がよくなったり、白色ができるようになったおかげで照明用や液晶画面のバックライト用としても使われるようになってきました。なお、現在の照明用白色LEDはRGB混合によるものではなく、青色LEDと蛍光体の組み合わせよるものが主流です。

電子工作ににおいては、電流制限が必要であるという欠点はあるものの、消費電流が少なくて発熱も殆ど無いため、状態表示や数値表示によく使われます。ちなみに数字を表示するものは7セグメントLEDと呼ばれます。

LEDを点灯させてみる

ストック用に購入したのですぐに使うわけではないですが、購入したLEDと抵抗をブレッドボード上で配線して点灯させて見ました。電源は定電圧電源からDC5Vを給電しています。

ついでに実測したところ、LEDの順方向電圧VFは1.81Vでした。この時の順方向電流IFは抵抗の電圧降下から逆算すると、ちょうど10mAほど流れている事になります。

LEDを使用する場合の注意事項

LEDはダイオードの一種なので方向性があります。必ず電源のプラス側にアノードが接続するようにします。もし、方向を間違えると点灯しませんし、LEDは逆電圧に弱い物が多いので注意が必要です。

また、電流制限を行わずにLEDを電源に接続するとこれもLEDが破壊する事があります。LEDは定電圧特性があるので電源に直結すると過電流が流れてしまい、電源側の電流容量が大きいと熱的に破壊に至ります。このため必ず電流制限が必要です。今回は適切な抵抗値の抵抗が付属していますのでそのまま使いました。

より高い電源電圧で使うには

付属の330Ωの抵抗では指定の3〜5Vの電源で使うのが無難です。
例えば12Vの電源電圧の場合は330Ωをそのまま使うと、順方向電流が30mA以上になるため、LEDの定格を超えてしまいます。抵抗自体の損失も0.3W以上となり、おそらく触れないぐらいに熱くなります。

電源電圧が12Vの場合は1kΩにすると順方向電流は10mA程度となり、抵抗の損失も0.1Wぐらいになります。この場合は1/4Wの抵抗にします。それでも触ると分かるくらいの温度上昇があると思います。

順方向電流の計算は次のようにします。

順方向電流 IF = (E – VF)/R [A]

E: 電源電圧[V]
VF: 順方向電圧[V]
R: 電流制限抵抗の抵抗値[Ω]