LED 阵列：一个电阻器还是多个？

电子设计中常见但不那么令人兴奋的方面之一是选择合适的电阻值来限制通过无处不在的小指示灯（称为 LED）的电流。该过程并不是特别复杂——我们假设 LED 两端的压降恒定，然后进行一些数学计算以确定能够为我们提供所需正向电流的电阻。

恒压假设与实际情况完全不符，但我们没有采用它，因为通常我们不介意 LED 电流是否略高于或低于预期。

但是，当我们处理集成到单个封装中的 LED 阵列时，恒压假设就失效了——例如，七段显示器。它让我们失望，因为它导致了一个难题：如果我们假设设备中所有 LED 的压降恒定（且相等），我们可以仅用一个限流电阻驱动整个显示器。然而，似乎每个人都决定为每个 LED 使用单独的电阻器。

考虑以下电路，它表示一个封装中具有三个共阴极 LED 的器件。

假设每个 LED 的正向电压 (V F ) 为 1.6 V。如果我们向每个引脚施加 5 V 驱动信号，则共阴极电压为 3.4 V，则通过电阻器的电流为 10.3 mA。因为每个 LED 都有相同的压降，我们假设它们有相同的电流，所以每个 LED 的正向电流 (I F ) 为 3.4 mA。大功告成——为什么要费心使用三个电阻器呢？

这里有两个问题：首先，压降不是恒定的。其次，我们不能假设三个 LED 具有完全相同的电流-电压特性。

通过 LED 的实际电流由指数关系决定，例如：

注意两点：

• 一旦 LED 处于完全导通状态，V F可被视为近似恒定，因为即使 I F大幅增加也对应于 V F的微小变化。

• 在指数曲线斜率快速增加的区域，V F的小变化对应于 I F的大变化。

现在让我们假设其中一个 LED 的电流-电压特性相对于其他两个 LED 向左移动。

当施加电压时，这个麻烦的 LED 将在 V F = 1.3 V 时进入完全导通状态，并且由于所有 LED 共享一个阴极，因此这个 LED 会将其他 LED 上的电压限制在 1.3 V。这是一个问题因为对于其他两个 LED，1.3 V 仅对应少量电流。

这里的要点是，您通常不想只使用一个限流电阻，因为您无法确保 LED 均等地共享电流；此外，一个 LED 可能会比其他 LED 获得更多的电流。

然而，包含在单个封装中的 LED 应该表现出相当一致的电流-电压特性（除非它们是故意不一致的，例如 RGB LED 模块）。因此，单个限流电阻可能在许多应用中提供足够的性能——但请记住考虑功耗！功率与电流的平方成正比，如果您需要，例如，八个 LED 都以显着亮度工作，则通过单个电阻器的电流会变得非常大。

除了单电阻器方法带来的不便的高功率耗散之外，底线是每个 LED 的单独电阻器是驱动 LED 阵列的方式。