使LED工作的最简单的方式是,用一个电压源通过串接一个电阻与LED相连。只要工作电压(VB)保持恒定,LED就可以发出恒定强度的光(尽管随着环境温度的升高光强会减小)。通过改变串联电阻的阻值能够将光强调节至所需要的强度。
对于5mm直径的标准LED,图1给出了其正向导通电压(VF)与正向电流(IF)的函数曲线。 注意LED的正向压降随着正向电流的增大而增加。假定工作于10mA正向电流的绿光LED应该有5V的恒定工作电压,那么串接电阻RV 等于(5V -VF,10mA)/10mA = 300。如数据表中所给出的典型工作条件下的曲线图(图2)所示,其正向导通电压为2V。
图1. 标准红光、绿光和黄光LED具有1.4V至2.6V的正向导通电压范围。当正向电流低于10mA时,正向导通电压仅仅改变几百毫伏。
图2. 串联电阻和稳压源提供了简单的LED驱动方式。
这类商用二极管采用GaAsP (磷砷化镓)制成。易于控制,并且被绝大多数工程师所熟知,它们具有如下优点:
- 所产生的色彩(发射波长)在正向电流、工作电压以及环境温度变化时保持相当的稳定性。标准绿光LED发射大约565nm的波长,容差仅有25nm。由于色彩差异非常小,在同时并联驱动几个这样的LED时不会出现问题(如图3所示)。正向导通电压的正常变化会使光强产生微弱的差异,但这是次要的。通常可以忽略同一厂商、同一批次的LED之间的差异。
- 正向电流高至大约10mA时,正向电压变化很小。红光LED的变化量大约为200mV,其它色彩大约为400mV (如图1所示)。
- 相比之下,对于低于10mA的正向电流,蓝光和白光LED的正向电压变化更小。可以直接使用便宜的锂电池或三节NiMH电池驱动。
图3. 该图给出了同时并联驱动几个红光、黄光或者绿光LED的结构,具有很小的色彩差异或亮度差异。
因此,驱动标准LED的电流消耗非常低。如果LED的驱动电压高于其最大的正向电压,则并不需要升压转换器或者复杂昂贵的电流源。
LED甚至可以直接由锂电池或者3节NiMH电池来驱动,只要因电池放电而导致的亮度减弱可以满足该应用的要求即可。