问题

发光二极管多大的电流可以亮?

回答
要说发光二极管(LED)到底多大的电流才能亮起来,这其实没有一个绝对精确的数字,因为它受很多因素影响。不过,我们可以把它想象成一个“启动门槛”,一旦电流超过这个门槛,LED就会开始发光,而且随着电流增大,光的亮度也会随之增加。

首先,我们要明白LED的工作原理。 它是一种半导体器件,当我们给它施加正向电压时,内部的电子和空穴会发生复合,释放出光子,也就是我们看到的光。这个过程需要能量,而电流就是能量传递的载体。

“能亮”这个概念其实挺微妙的。 严格来说,只要有微乎其微的电流流过,理论上就会有极少数的电子空穴复合,发出极微弱的光。但这种光可能用肉眼完全看不见,也可能需要非常灵敏的仪器才能检测到。所以,我们通常说的“亮”是指人眼能够明显感知到发光。

那么,这个“人眼能感知到的最小电流”大概是多少呢?

这很大程度上取决于LED的类型和规格。对于我们日常生活中最常见的那些小功率的LED(比如指示灯用的那种红色、绿色、黄色的小圆头LED),它们的正向导通电压(Forward Voltage, Vf)通常在1.5V到3.5V之间,具体看颜色和发光效率。

在你给LED施加的电压还没有达到它的正向导通电压之前,几乎没有电流流过,当然也不会发光。一旦电压略高于导通电压,微小的电流就开始出现。

对于大多数小功率LED来说,人眼能够“看见”发光所需的最小电流大约在1毫安(mA)到5毫安(mA)这个范围。

1mA: 在这个电流下,LED可能只会发出非常微弱、昏暗的光,有点像是“幽灵光”,需要你在一个非常黑暗的环境下,仔细地盯着看才能勉强捕捉到。这可以说是“刚刚开始发光”的临界点。
5mA: 在5mA这个电流下,LED发出的光已经可以被明显感知到了,尤其是在稍微明亮一点的环境下。这可以算是一个比较可靠的“亮起来”的起点。

但是,这里有几个关键的点需要理解:

1. LED的类型差异:
普通指示灯LED: 如上所述,可能在15mA就能看到。
高亮度LED: 这些LED经过优化,在较低电流下就能发出更亮的光,它们的“亮起门槛”可能更低一些,但也可能在同个范围内,只是光更显眼。
白光LED和蓝光LED: 这类LED的正向导通电压通常比较高(可能在3V以上),而且它们的制造工艺和材料也会影响到在低电流下的发光效率。它们的亮起电流门槛也可能在类似的毫安级别。
大功率LED(射灯、车灯用的): 这些LED设计用于承载更大的电流以获得更高的亮度,它们在几百毫安甚至几安培的电流下工作。它们的“亮起门槛”也会相应提高,可能在几十毫安甚至更高。不过,就算是大功率LED,在设计时也会考虑低电流下的启辉特性,通常在几十毫安时就能看到微弱光。

2. 电流的“启动方式”: 你是通过恒流源还是恒压源给LED供电?
恒流源: 如果你用一个恒流源,设定一个非常小的电流值(比如2mA),LED就会稳定地以这个电流工作并发出相应的亮度。
恒压源: 如果你用恒压源,比如一个3V的电池,再串联一个合适的电阻。当你连接时,电压超过了LED的导通电压,电流就会开始流过。这时候的电流大小是由电源电压、LED的导通电压以及串联电阻共同决定的。在低电压下,一旦电压稍高于导通电压,即使电阻很大,也会有几毫安的电流流过,从而点亮LED。

3. 环境光的影响: 在非常黑暗的环境下,一点微弱的光就可能被注意到。而在明亮的环境下,你需要更强的光才能看清。所以,“亮”是一个相对的概念。

4. LED的质量和批次: 即便是同一型号的LED,由于制造上的微小差异,它们的导通电压和发光效率也会略有不同,这也会影响到它们在极低电流下的表现。

简单来说,你可以把LED想象成一个需要“推一把才能动”的东西。 这个“推力”就是电压,但真正让它工作起来(发光)并持续下去的是“推力的大小”——也就是电流。

对于大多数常见的LED,我们可以认为:

低于1mA: 可能只会发出肉眼难以察觉的微弱光,更像是“预备亮起”的状态。
1mA 5mA: 是一个比较明显的“亮起来”的范围。在这个区间内,LED已经可以被人眼感知到明显的光。
大于5mA: LED会越来越亮,直到达到其额定工作电流。

所以,如果你想让LED“亮起来”,你至少要确保流过它的电流能够达到几毫安的级别。在实际应用中,设计者通常会选择一个合适的电阻(如果使用恒压源)来限制电流,以确保LED在安全的范围内工作,并且达到期望的亮度。

下次你手里有LED和电池,不妨试试串联一个高阻值的电阻(比如几千欧姆),你很可能就会发现LED开始发光了。这就是几毫安电流工作的证明。

网友意见

user avatar

在非常暗的环境,十几微安就能看到有点光了。 1mA时已经相当亮了。

别看手册上标的20mA,那是最大电流,真给20mA的话要晃瞎眼了。

类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有