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更新2022/06/12

LEDの第一歩

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LEDはなぜ光る?ではなく・・・・どうやったら光らせることができるのか?
光る原理などは、半導体理論の専門書にまかせて、電子工作をするうえでの使い方を簡単にお話します。

LEDの使い方のポイント

・電流を流せば必ず光る
・極性があるので逆接続すると壊れる
・温度が上がりすぎると壊れる
・電流を制限する方法が必要である
大きく分けると、使う上では、この4つがポイントになります。
もちろん、輝度制御や耐環境性・実装技術等々の細かい話になると、一冊の本ができるぐらい(というか、専門書が何冊も出ています)です。
こんな大雑把なポイントで収まるはずはありませんが、あまり難しいことを考えないのであれば、この4点を抑えればOKです。
使ったことないけど、それなりに最初はピカッと光ればいいんだよ!という方は、最低限の基礎知識としてご覧ください。

回路記号

回路記号では以下のように表現されます。
LEDの回路記号
普通のダイオードの記号と違い、周りに円があったりダイオードから→が外に向かって何本か出ていく記号です。

LEDの光らせ方

LEDには、電池と同じでプラスとマイナスの極性があります。
電圧をかける時は、LEDのアノード(プラス側)にプラス電圧、カソード(マイナス側)にマイナス電圧を印加することでピカッっとLEDが光ります。
LED基本回路
(LEDの基本回路)

ただし、電流制限せずにプラスとマイナスをそのまま印加すると、即LEDが破損するので、抵抗器などの電流制限用素子は必須です。
参考:LEDの基本回路

形状と極性

下記のLEDは、砲弾タイプと言われるLEDで、電子工作ではよく目にするタイプです。
砲弾タイプLED
他には、表面実装タイプ(チップタイプ)とよばれるものや、照明用パワータイプなど様々なLEDが各製造から発売されています。
上の写真は、ディスクリートと呼ばれるタイプで基板の穴に差し込んで使うLEDの一つですが、良く見ると、金属端子の長さが左右で違いがあります。
この砲弾タイプLEDの場合は、この長さの差で極性を判断します。
長い側がアノード(+)、短い側がカソード(-)です。

下記写真は、表面実装(SMTやチップとも言われる)タイプのLEDです。
チップLED
接写のため、ずいぶん大きく見えますが、実際は数mmの小さなLEDです。
見ると形が上下で異なっており、この形の違いで極性を表します。

極性の見方は、ほとんどのLEDで統一されていますが、特殊なものなどは分かり難いものもあるので、仕様書でしっかりと確認してから使うことをお勧めします。

極性で注意すべきことは、逆接と呼ばれる極性とは反対の向きの電圧を印加することです。
LEDの種類や内部構造にもよりますが、おおよそ耐えられる最大逆電圧は約4Vや5Vです。
時々、十数Vの逆電圧を印加しても大丈夫だったという方がいますが、実は、たまたま良い条件が重なって大きな損傷に至らなかっただけなんですね。
電子工作で、逆接続はよくある間違いですが、素子の寿命低下や見えない損傷を起こしている可能性があると考えましょう。
物は試しで適当につないでみようなどと考えて電圧をかけると、光らないどころか印加した電圧によっては、あっさりと壊れてしまいます。

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教えてくれてありがと~。今後の参考にするよ~ 

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電子回路とファームウェア専門の元エンジニアが、初心者の頃の疑問や勉強・経験で知った「そうだったのか」を2009年から書いています。

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