LEDの使い方 - マルツオンライン (5/11)

マルツのサイトにLEDの基本回路について優秀な説明があったので、
ソフト開発者向けにさらにやさしく翻訳してみる。

LEDの使い方 | マルツオンライン

マルツLED基本ガイド - 日本語翻訳(藁

1.LEDの基本―プラスマイナスの向き、抵抗の求め方
2.LEDを選ぶための基本用語
3.LEDを複数光らせる
4.タイマーICでLEDを点滅させる
5.【番外編】タイマーIC 555とは

1.LEDの基本
発光ダイオード(LED)は、身近なデジタル発光体で、赤、青などに光り、形も丸型、角型、デジタル数字などさまざまです。

LEDを光らせるためには「電流」を流します。以下に解説します。

★LEDの基本回路

図1a)にLEDを光らせるための基本的な回路を示します。

LEDには、プラスマイナスを考慮した向きがあり、

2本の金属の足をそれぞれ、
長い方を「アノード」→ A
短い方を「カソード」→ K
と一般的に記述します。

ダイオードと同じようにLEDも電流を流す向きに考慮する必要があり、図1a)のように足の長い方(アノード)に電源のプラスを、足の短い方(カソード)にマイナスを接続すれば光ります。

図1b)のように、LEDの向きを逆にすると電流が流れず光りません。

電流を流れる方向に接続する事を「順方向」、流れない方向を「逆方向」と言い、
LEDを光らせるためには「アノード」をプラス、「カソード」をマイナスに接続します。

なお、抵抗Rは電流を制限するためのもので、「電流制限抵抗」と呼ばれます。

図2は「やってはいけない回路」です。

図2a)は抵抗R(電流制限抵抗)がないので、LEDに過大な電流が流れ、LEDが破壊されます。

図2b)は電源に交流を流した場合です。
LEDもダイオードと同じように図1b)のような接続では電流は流れませんが、逆方向の電圧(これを逆電圧と言います)での最大電圧(絶対最大定格値と言います)が低いので、図2b)のような交流電圧では逆電圧がかかり(印加と言います)、これもLEDの破壊につながります。(一般的にLEDの逆電圧の最大定格値は、およそ3～5V)
このような場合、何らかのLED保護回路(主に電流制限抵抗)が必要です。

★LEDの特性

LEDの特性を図3に示します。

順方向で電圧をかけると、「ある電圧」以上から電流が流れ始め、これを順電流(記号ではIF)と言い、そしてLEDの明るさは電流に比例します。この時のアノード・カソード間の電圧を「順電圧VF - Voltage of Forward」と言い、電流値が大きくなるほど順電圧VFも大きくなります。

この説明では「電圧をかけた結果の電流」としましたが、「電流が流れた結果の電圧」とも言えます。

逆方向の場合は、電流はほとんど流れませんが、「ある値以上」の逆電圧で急激に電流が流れ始め、LEDを破壊する恐れがあります。

この逆電圧は最大定格という言葉で、LEDの「データシート」(取扱説明書)に書いてあります。
一般的にはおよそ3～5Vで、注意が必要です。
また、順電流IFも最大定格の項目の一つに挙げられていて、これも「絶対に超えてはいけない値」です。

表1に主な直径5mm LEDの規格を示します。

順電圧VFは、既定の順電流IF(例えば10や20mA)が流れた場合の値です。
表1は標準(英語でtypcal)値で、順電圧は発行色、型番により異なります。

(ここまで)

何度か言葉の不統一や重複する内容があったので言葉は統一し、重複はそのままにしてある。また、知らない単語はそのあとすぐに使わずに、何回か出現させて記憶にとどまった所で使うようにしている。(例えば法律の本とか難しい言葉でまどわされるよね？)

また「程度」→「およそ」に直しているのは、前方に修飾語が来る方が内容を予想しやすいというマニュアル作成のノウハウがあるため。鍵かっことかっこだけでダブルコーテーションは使っていないのも、かっこ種を2~3種に抑えるようにした方が特別感を醸し出すのに複雑になりすぎないから。「また」などの話の転回を示す語の後ろに句読点を置き、そのあとの句読点は少し長めに待ってから置いている。(マ開)での経験が生きるわ～