Page 32 - eAT019_Arduino微電腦專題製作_課本PDF

專題 1 │ LED 控制

LED 的電路符號如圖 2，有 P 極跟 N 極 2 個接腳。跟其他二極體一樣是 PN 接

面結構，因此具有單向導體的特性：當 P 極接的電壓高於 N 極時稱為「順向偏壓」，
而 N 極電壓高於 P 極則稱為「逆向偏壓」。要讓 LED 發光必須接上順向偏壓，但

並非這樣就能點亮 LED，必須當順向偏壓大於二極體切入電壓時，LED 才能導通發

光。逆向偏壓時 LED 就不會導通。因為與二極真空管的特性相同，所以也有套用二

極真空管的名詞，稱 P 極為陽極 (A)，N 極為陰極 (K)。又由於 P 有正極（Positive）
的意思，而 N 有負極（Negitive）的意思，所以也有人將 P、N 極稱為正極、負極。

P

N

圖 2 LED 電路符號及動作 圖 3 LED 的基本電路

如圖 3 為 LED 的基本電路，E 代表外接電壓，R 表示限流電阻。LED 發光的亮
度主要是由電流決定，通過的電流愈大，功率愈大，亮度就愈高。在實際使用時，

為避免過大的電流使 LED 超過所能承受的功率而燒毀，通常會再加上一顆限流電阻

來控制電流值。而 LED 在導通之後，PN 兩端會有一個固定的電壓降存在，稱為順

向壓降。雖說順向壓降與通過 LED 的電流有關，但是變化量不大，有需要計算電路

參數時可以使用切入電壓值代入就能得到相近的數值。

在一般使用時，若不考慮二極體的電壓 - 電流關係 ( 註 1)，電路參數的計算並不
困難。首先，根據克希荷夫電壓定律（KVL）列出串聯的電壓方程式：

E = V D + I D ×R S

V D
註 1： 二極體的順向電壓 (V D ) 並非固定值，與電流 (I D ) 的關係如方程式：I D = I S ( e ηV T –1) 電流愈大，兩端順
向壓降隨之上升。

1-3