Mengapa LED harus dihubungkan melalui resistor
Strip LED memiliki resistor, PCB (di mana LED berfungsi sebagai indikator) memiliki resistor, bahkan bola lampu LED — dan itu adalah resistor. Apa masalahnya? Mengapa LED biasanya dihubungkan melalui resistor? Apa itu resistor untuk LED?
Faktanya, semuanya sangat sederhana: LED membutuhkan tegangan DC yang sangat kecil untuk beroperasi dan jika Anda menerapkan lebih banyak, LED akan padam. Sekalipun Anda menerapkan sedikit lebih banyak, 0,2 volt lebih banyak dari nominalnya, sumber daya LED akan mulai berkurang dengan cepat, dan segera masa pakai sumber cahaya semikonduktor ini akan berakhir dengan air mata.
Misalnya, LED merah membutuhkan tepat 2,0 volt untuk pengoperasian normal, sedangkan konsumsinya saat ini adalah 20 miliampere. Dan jika Anda menerapkan 2,2 volt, akan ada kerusakan pada sambungan p-n.
Untuk pabrikan LED yang berbeda, tergantung pada semikonduktor yang digunakan dan teknologi LED, voltase pengoperasian mungkin sedikit berbeda di satu arah atau lainnya. Namun, lihat karakteristik arus-tegangan LED SMD merah dari pabrikan terkenal, misalnya:
Di sini Anda dapat melihat bahwa sudah pada 1,9 volt, LED mulai menyala redup, dan ketika tepat 2 volt diterapkan pada keluarannya, pancarannya akan menjadi cukup terang, ini adalah mode nominalnya. Jika sekarang kita menaikkan voltase menjadi 2,1 volt, LED akan mulai terlalu panas dan cepat kehilangan sumber dayanya. Dan ketika lebih dari 2,1 volt diterapkan, LED akan menyala.
Sekarang mari kita ingat Hukum Ohm untuk bagian sirkuit: arus di bagian rangkaian berbanding lurus dengan tegangan di ujung bagian ini dan berbanding terbalik dengan resistansinya:
Oleh karena itu, jika kita memiliki arus melalui LED sama dengan 20 mA dengan tegangan pada terminalnya 2,0 V, lalu LED mana yang memiliki resistansi yang bekerja, berdasarkan hukum ini? Benar: 2,0 / 0,020 = 100 ohm. LED dalam kondisi kerja memiliki karakteristik yang setara dengan resistor 100 ohm dengan daya 2 * 0,020 = 40 mW.
Tetapi bagaimana jika hanya ada 5 volt atau 12 volt? Bagaimana cara menyalakan LED dengan tegangan tinggi agar tidak padam? Inilah para pengembang di mana-mana dan memutuskan bahwa paling nyaman untuk digunakan sebagai tambahan penghambat.
Mengapa resistor? Karena itu yang paling menguntungkan, paling ekonomis, termurah dalam hal sumber daya dan disipasi daya, cara mengatasi masalah pembatasan arus melalui LED.
Jadi jika ada 5 volt tersedia dan Anda perlu mendapatkan 2 volt melintasi «resistor» 100 ohm, maka Anda perlu membagi 5 volt itu antara resistor pijar 100 ohm kami yang berguna (yaitu LED ini) dan resistor lain, nilai nominal , yang sekarang perlu dihitung berdasarkan apa yang tersedia:
Di sirkuit ini, arusnya konstan, bukan variabel, semua elemen linier dalam keadaan stabil, oleh karena itu arus di seluruh rangkaian akan memiliki nilai yang sama, dalam contoh kita 20 mA - inilah yang dibutuhkan LED. Oleh karena itu, kami akan memilih resistor R1 dengan nilai sedemikian rupa sehingga arus yang melewatinya juga akan menjadi 20 mA, dan tegangan di atasnya hanya akan memiliki 3 volt, yang harus diletakkan di suatu tempat.
Jadi: menurut hukum Ohm I = U / R, oleh karena itu R = U / I = 3 / 0,02 = 150 Ohm. Dan bagaimana dengan kekuatan? P = U2/ R = 9/150 = 60 mW. Resistor 0,125W baik-baik saja sehingga tidak terlalu panas. Sekarang jelas bagi semua orang apa itu resistor untuk LED.
Lihat juga: spesifikasi LED