發(fā)光二極管 (LED) 在我們身邊。它們存在于我們的家中、汽車中，甚至手機中。 LED 有多種形狀和尺寸，這使設計人員能夠根據(jù)自己的產(chǎn)品進行定制。每當電子設備亮起時，其背后很可能有一個 LED。它們的低功耗和小尺寸使其成為許多不同產(chǎn)品的選擇，因為它們可以更無縫地融入設計中，使其成為整體更好的設備。

我們過去討論過高亮度 LED，但在這篇文章中，我們將重點關注 5mm LED 或通孔 LED。這些類型的 LED 很可能在小型電子產(chǎn)品中用作指示燈或類似的東西。 5mm LED 運行所需的電流比高亮度 LED 少得多，為 20mA，而高功率 LED 的最低電流為 350mA。更多的電流 = 更多的光。顯然，這些 5mm LED 將更多地用作強調(diào)燈或非常小的空間的照明。這正是 5mm LED 的用途，它們可以在大型陣列中一起使用，以創(chuàng)建標志或某種矩陣，或者可以單獨使用它們來制作小型指示燈或微型鑰匙鏈手電筒之一。

5mm LED 非常有用，因為它們可以輕松地由小型電池供電并持續(xù)很長時間。這使得將它們集成到許多電子產(chǎn)品中或將燈放置在它們通常無法到達的地方變得很容易。 5mm LED 的名稱是根據(jù)其尺寸而得名：頂部的環(huán)氧樹脂外殼直徑約為 5mm。這些超小型光源使用起來很簡單，但我們不能忽視設置 LED 電路的某些步驟。

5mm LED 基礎知識
LED 是基本二極管的變體。二極管是一種僅在一個方向導電的電子元件。二極管具有所謂的正向電壓額定值，它決定了陽極 (+) 和陰極 (-) 之間的最小電壓差，以便允許電子流動（啊……甜蜜的電流）。 LED 與二極管基本相同，主要區(qū)別在于 LED 在電流流動時發(fā)光。

5mm LED 是一種將芯片固定在砧柱上的 LED，砧柱封裝在環(huán)氧樹脂圓頂中以提供保護。然后通過從底部伸出的兩條腿或尖頭進行連接。正如我們提到的，二極管只允許一個方向的流動。這使得區(qū)分正極（陽極）和負極（陰極）變得至關重要。使用 5mm LED 很容易，注意到腿的長度不同了嗎？較長的腿是陽極，兩者中較短的腿是陰極。如果您的腿被修剪或您有制造商使它們尺寸相同，則陰極側 5 毫米外殼的邊緣周圍通常會有一個平點

確保始終將電池/電源的正極連接到陽極，將負極或接地連接到陰極。這將確保極性匹配，并且在有足夠的輸入電壓的情況下電流會流動，點亮 5mm LED。如果你向后接線，什么也不會發(fā)生，電路將保持閉合狀態(tài)。為了確保您的發(fā)光二極管有足夠的功率，在查看 LED 規(guī)格時應注意兩個關鍵額定值：正向電壓和正向電流。

5mm LED 電壓
每個 LED 應列出一個“正向電壓”，定義導電和發(fā)光所需的電壓量。如果您嘗試供應的電量少于此數(shù)量，LED 將保持開路且不導電。一旦 LED 上的電壓降達到正向電壓，LED 就會亮起。如果您有多個串聯(lián) LED，則必須考慮它們的正向電壓額定值之和。

讓我們看一下我們的標準藍色 5mm LED 之一。現(xiàn)在我們在產(chǎn)品頁面的規(guī)格中可以很容易地看到，LED的正向電壓約為3.4V。那么我們把這個 LED 嘗試連接到 AA 電池上，LED 會起作用嗎？ AA 電池的標稱電壓只有 1.5V，所以我們沒有足夠的電壓來導電。然而，如果我們串聯(lián)添加另一節(jié) AA 電池，我們的電壓將為 3V，并且我們將能夠運行 5mm LED。 “但你說 LED 需要 3.4V！”是的，我知道，但是當你在小數(shù)點后幾位之內(nèi)說話時，你會沒事的。

5mm LED 電流
現(xiàn)在有些人認為他們只需要關心 LED 電壓就可以了。這就忽略了LED非常重要的一個部分，即電流。 LED 將在電路中吸收盡可能多的電流，從而導致 LED 的溫度升高直至燒毀。因此，為了減少 LED 故障，請注意 LED 電流額定值。

上面的示例是當您的輸入電壓和正向電壓非常接近時，您無需過多擔心電流的示例。根據(jù)我們網(wǎng)站的經(jīng)驗法則，當您的輸入電壓為 3V 時，您可以為除紅色和黃色之外的任何 5mm LED 供電，而無需擔心跟蹤電流。這是因為電源中沒有足夠的電流可供 5mm 吸收并燒毀。

在所有其他情況下，您都需要限制流過 LED 的電流量。對于
高功率 LED，這是通過恒流驅動器完成的。 5mm LED 的額定電流要低得多，通常在 15-30mA 左右，我們可以通過與 LED 串聯(lián)一個電阻來控制電流。在這里，您會經(jīng)常聽到限流電阻這個術語，因為該電阻可確保流經(jīng)電路的電流受到顯著限制。5mm 帶電阻設置

5mm LED 通常在 20mA 下進行測試，它們可以承受高達 30mA 的電流，但在我看來，我通常會嘗試將 5mm LED 保持在 20mA 的電流，這是其所有規(guī)格中建議的電流?，F(xiàn)在我們必須弄清楚如何為您的電路找到合適的電阻器尺寸，以保證 LED 的安全！

為您的 LED 找到合適尺寸的電阻
電阻器有多種尺寸，為您的系統(tǒng)找到正確的尺寸需要用到數(shù)學。不過，請不要驚慌，我們使用這款電阻計算器來計算您所需的電阻器尺寸，讓一切變得非常簡單。這是一個很棒的工具，但了解如何進行計算總是很有幫助的，所以請繼續(xù)關注。為了找到正確尺寸的限流電阻，我們必須知道LED的兩個特性：正向電流和正向電壓。

讓我們使用與上例相同的藍色 LED。在產(chǎn)品頁面上，您將看到捕獲右圖所示的表格。圈出您可以看到給定測試電流下的正向電壓 (Vf)。所以你可以看到對于這個LED，在20mA的恒定電流下，LED將下降3.2-3.6V。我們將采取中間立場，并假設該 LED 電壓將下降 3.4V。

在這個例子中，我將使用 3 節(jié)串聯(lián)的 AA 電池作為電源。每節(jié) AA 電池的電壓約為 1.5V，因此我們的 LED 總共有 4.5V 的電源。我們必須使用歐姆定律來找到電阻極限，但首先我們必須找到流過電阻的電壓。電阻器和 LED 將串聯(lián)放置，這意味著它們兩端的壓降將相加等于輸入電壓。這意味著我們可以輕松找到電阻器上壓降的電壓，因為我們已經(jīng)知道 LED 的電壓為 3.4V。

輸入電壓 = LED V f +電阻電壓

電阻電壓= 輸入電壓 – LED V f

電阻器兩端的電壓= 4.5V – 3.4V

因此電阻兩端的電壓將下降約 1.1V?，F(xiàn)在我們有了這個，我們可以使用歐姆定律來計算所需的電阻！

電阻= 電壓 / 電流（以安培為單位）

電阻= 1.1 / .02 (20mA)

電阻 = 55 歐姆

根據(jù) LED 的不同，電阻器也會發(fā)生變化。對于這個例子，我們可以假設需要一個 55 歐姆的電阻，我們擁有的最接近的尺寸是 60.4，所以我們會選擇它。如果對電阻值有疑問，或者您的電阻值介于所提供的電阻值之間，請選擇稍大的尺寸。

檢查 LED 和電阻器的最后一件事是電阻器瓦數(shù)。我們所有的電阻器均為 1/4 瓦。所需電阻的瓦數(shù)是LED瓦數(shù)與電路總瓦數(shù)之差。因此通過上面的例子我們可以找到所需的電阻瓦數(shù)。

LED 功率 = 3.4V x .02A = .068 瓦

總功率 =  4.5V x .02A = 0.09 瓦

電阻器消耗的功率 =  .09 – .068 = .022 瓦

1/4 瓦 (0.25) 電阻器可以輕松處理 0.022 瓦，所以我們已經(jīng)準備就緒！將電阻器與 LED 串聯(lián)（在連接的正極側），您的燈就全部設置好了。

終極電阻
04006-025不想經(jīng)歷尋找電阻器并在一個電路中處理多個電阻器的麻煩？查看 LuxDrive 的DynaOhm。這是一款基于全灌封半導體的可變電阻器，經(jīng)過優(yōu)化可替代 5mm LED 應用中的電阻器。該單元將串聯(lián)，就像電阻器一樣。不同之處在于它已經(jīng)具有一定的額定電流，因此您只需擔心電壓即可。 DynaOhm 可以采用 2.6V 至 50VDC，因此輸入 LED 所需的任何電壓。

5mm LED 光輸出
現(xiàn)在我們已經(jīng)討論了所有關于電壓和電流的有趣話題，我們可以深入了解人們真正關心的是什么，這些微小燈泡發(fā)出的光。顏色和亮度可以通過幾種不同的方式來測量。我們的網(wǎng)站總是很好地列出和組織它們，但讓我們了解這些二極管如何產(chǎn)生它們所發(fā)出的光。

LED波長

LED 波長基本上是解釋光顏色的一種非常精確的方式。對于 LED，由于制造過程的復雜性，顏色會有所不同，有時波長也會略有不同。在 5mm LED 規(guī)格表上，您實際上會看到波長。這些變化總是在相同的光譜內(nèi)，只是如果您購買許多不同批次的相同顏色的 LED，可能會存在一些細微的變化（即使我們的眼睛沒有注意到它們）。

該波長實際上由用于制造 5 毫米封裝內(nèi)二極管的半導體材料類型決定。半導體的能帶結構因材料而異，因此光子以不同的頻率發(fā)射，從而影響我們看到的光。下面是我們的 LED 和波長選項的完整表格。我們銷售的一些較流行的顏色是深紅色 660nm和粉色 440nm。5mm-顏色

還有5 毫米白色 LED，有暖白色和冷白色可供選擇。

LED亮度
因此，波長取決于半導體材料，但光強度取決于流向二極管的電流。因此，驅動電流越高，LED 就越亮。 5mm LED 的亮度通常以毫坎德拉 (mcd) 為單位進行測量，但這不僅僅是給任何 LED 指定一定數(shù)量的亮度。

這種光測量（坎德拉）的有趣之處在于，它不是像測量大多數(shù)其他光形式那樣測量光能量的大小，而是測量實際的亮度。該數(shù)字是通過獲取特定方向發(fā)射的功率并通過光的光度函數(shù)對該數(shù)字進行加權而得出的。這基本上意味著我們將在下面討論的光束角度會影響光，但波長也會影響。人眼對某些波長比其他波長更敏感，此亮度模型考慮了這一點。這就是為什么 IR 5mm LED 將沒有輸出，因為我們看不到該波長。對于紫外線甚至藍色和其他常見顏色來說也是如此。

如您所見，不同 LED 的發(fā)光強度（亮度）各不相同。顏色往往較低，從數(shù)十到數(shù)百，而白色（以及一些我們看得更好的顏色，如綠色）可達 20,000 mcd。我們列出了所有 5mm LED 在測試電流 20mA 下的光輸出。

5毫米視角
我們網(wǎng)站上的 5mm LED 將按其顏色和光束角度進行標記。 5mm LED 顯示5mm-LED 視角如右圖所示的圖表，顯示光束的傳播角度以及特定角度的強度。要閱讀該圖，請想象 LED 直立在其下方。圖表上的“輻條”是角度，彩虹狀的線是強度與最大強度的百分比。請看下面，我們將介紹如何查找任何 5mm LED 的視角和該角度下的亮度。

5mm 視角圖

擴散5mm LED
如果人眼直接觀看 LED，通常建議采用某種擴散器或磨砂飾面。一些 5mm LED 的環(huán)氧樹脂圓頂上有涂層，可以使光輸出更加柔和。我們有一個白色 5 毫米 LED，采用這種表面處理，因此易于觀看。這會降低亮度，但會帶來更好的光線效果。

使用 5mm LED 進行探索
5 毫米 LED非常實惠且易于使用。看看你能用它們做什么，選擇是無窮無盡的。現(xiàn)在您知道如何為 5mm LED 供電、確定其顏色和亮度并確保光線傳播到您需要的地方。祝你好運！