LED【発光ダイオード】

電子工作の中でも人気が高い光り物。「LED」を紹介します。

LEDは、Light Emitting Diodeの略で「発光ダイオード」を意味します。2-3.ダイオードで紹介したpn接合型ダイオードの一種で、半導体に不純物を混ぜることで、特定の波長の光が放出される性質を利用したものです。赤・緑・青などで発光する単色LEDの他に、光の三原色を用いてあらゆる色を再現できるフルカラーLEDなどがあります。また、可視光線以外に、赤外線・紫外線を発するLEDもあります。

電子工作の中でも、光り物は人気が高く、よく使われる部品の一つです。LEDをピカッと点灯させる通称Lピカ(エルピカ)や、チカチカ点滅させる通称Lチカ(エルチカ)は、LED・抵抗器・電源だけで組める簡単な回路でありながら、オームの法則などの基礎が学べる入門用回路としてよく用いられます。

よく使われるのが、図2-4-1-1のような砲弾型と呼ばれる形状のLEDで、直径が5mmのものや3mmのものがあります。

また、複数のLEDを内蔵した部品もあります。セグメント型LEDは、主に数字を表示させるための部品です。マトリックス型LEDは、格子状に配置された多くのLEDを使って、文字やキャラクターなどを表示することができます。

LEDは、通常のダイオードと同じように極性があります。図2-4-2-1は、LEDの電圧と電流の関係を表したものです。赤い線が順方向バイアス時、青い線が逆方向バイアス時の特性です。点線は、2-3.ダイオードで紹介したpn接合型ダイオードの特性です。

LEDは順方向バイアス時に点灯します。順方向電圧(VF)は、pn接合型ダイオードより少し高く、赤・緑・黄のLEDで1.8V～2.2V、青・白のLEDで3.0V～3.6V程度になります。また、逆方向バイアスへの耐性は非常に弱く、降伏電圧(VR)は、3.5～5V程度です。

LEDの使用時に最も注意しなければならないのが電流です。通常のダイオードと同じ特性なので、順方向電圧(VF)を超えると、急激に電流が増加します。電流が大きすぎると、温度上昇とさらなる電流増加を繰り返す熱暴走が発生して、LEDが破壊されます。そうならないように、LEDには流してもいい電流(IF)の最大値が決められています。その電流(IF)を「制限電流」といいます。

制限電流は、LEDの種類によっても異なるので、使用時には規格表での確認が必要です。通常の砲弾型LEDで、10mA～20mA程度、ハイパワー(高輝度)なもので数百mA程度です。

LEDに流れる電流の制限は、主に抵抗器や定電流ダイオードなどを直列に接続して行います。この時、LEDに流れる電流は、制限電流の50%程度に抑えます。LEDは、比較的ばらつきが多いので、制限電流いっぱいで設計するのは避けましょう。

LEDは、通常のダイオードと同じように、p型半導体側の端子を「アノード」、n型半導体側の端子を「カソード」といい、アノードからカソードへ向かって電気が流れます。実際のLEDを見ると、一方の足が長くなっています。この長い足がアノード側で、こちらがプラスになるように電圧を印加します。

LEDを点灯する・トランジスターでLEDを点灯する・明るさセンサーでLEDを点灯する・明るさセンサーにキャンドルICを連動させてLEDを点灯するなど実験が行えます。LEDを安全に点灯させる電流制限用として抵抗器が使用されています。

ブレッドボードを使って、LEDのみで点灯する回路・トランジスタでLEDを点灯する回路・非安定マルチバイブレーター回路の実験が手軽に行えます。はじめてでも理解しやすい図解された取扱説明書が付いています。

ブレッドボードを使って、フルカラーLEDを使用したイルミネーション回路の実験が手軽に行えます。はじめてでも理解しやすい図解された取扱説明書が付いています。

ハンダ付けなしで実験できるキットが付属。赤緑青白の4色のLEDを使って、12種類の実験と工作が楽しめます。はじめての電子工作にもおすすめです。

LED(発光ダイオード)などの電子部品の知識・回路の設計方法・自作のノウハウ・実際の製作例などが紹介された一冊です。

とにかく何かが作りたいけど、何から始めたらいいかわからないという人に向けた一冊。電子工作はじめの一歩として、LED(発光ダイオード)が詳しく紹介されています。

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