InScience

Новости

Светодиоды можно уменьшить без потери эффективности

Автор: InScience.NewsВт 20 декабря, 2022

НИТУ МИСИС

Российские ученые совместно с иностранными коллегами смогли лучше понять, что мешает уменьшать устройства на основе широкозонных полупроводников, например светодиоды для LED-дисплеев. Решить проблему можно с помощью дополнительной обработки поверхности. Результаты работы опубликованы в журнале Alloys and compounds.

Важную роль в производстве светодиодов или мощных транзисторов играют широкозонные полупроводники. Они, как правило, могут работать при более высоких напряжениях и температурах, чем узкозонные (к ним относится, например, кремний). Поэтому силовая электроника на широкозонных полупроводниках может быть значительно компактнее электроники из кремния.

Это как раз соответствует одной из основных задач в области электроники — как уменьшить светодиоды и транзисторы без потери эффективности. Миниатюризация светодиодов позволит создавать дисплеи более высокой плотности и энергоэффективности, это важно, например, для VR технологий, где необходимы дисплеи с высоким разрешением. Уменьшение транзисторов, в свою очередь, позволит разместить большее количество компонент на подложке что, соответственно, уменьшит удельную стоимость устройства.

«Одним из ключевых параметров для мощных транзисторов является сопротивление во включенном состоянии R_ON. Для кремния (Si) и оксида галлия (β-Ga₂O₃) они отличаются в 4000 раз в пользу широкозонного материала. Физически это означает, что мы можем сделать транзистор из β-Ga2O3 в 4000 раз меньше и с характеристиками, не уступающими Si, либо оставить размеры такими же и подавать на транзистор в 60 раз большее напряжения. Для светодиодов все немного проще. Чем светодиод меньше, тем больше плотность тока, которая и заставляет устройство излучать свет. Получается, чем меньше светодиод, тем ярче он будет светиться вплоть до фундаментальных физических ограничений», — рассказал соавтор исследования, инженер научного проекта лаборатории ультраширокозонных полупроводников НИТУ МИСиС Антон Васильев.

Российские ученые совместно с коллегами из Южной Кореи исследовали проблему падения эффективности при миниатюризации μLED светодиодов, используемых, например, в производстве плоскопанельных дисплеев, и связали ее с дефектами, образующимися на боковых стенках структуры материалов. Образцы μLED для исследования авторы работы вырастили методом осаждения металлорганических соединений из газообразной фазы с диаметрами от 10 μм до 100 μм.

«В ходе работы мы узнали об этих структурах много интересного. Например, что на точках света в светодиодном экране — пикселях <30 μм диаметром — значительно падает интенсивность и время спада излучения. Это указывало на постепенное уменьшение излучательной рекомбинации в структуре (уменьшение эффективности светодиода) с уменьшением диаметра пикселей, а зависимость интенсивности от диаметра говорила о довольно сильном вкладе в этот процесс поверхности образца, которая а) набирает дефекты в процессе травления и б) вносит все более существенный вклад в свойства светодиода из-за приближения боковых стенок микро-СД (уменьшение диаметра в процессе травления) к активной области излучения пикселя», — отметил Антон Васильев.

Чтобы подтвердить теорию о вкладе поверхности в ухудшение эффективности устройства, ученые исследовали свойства дефектов для всей линейки образцов. Исследователи выявили рост концентрации дефектов. Это явление авторы связали с повреждением поверхности сухим травлением во время производства светодиода.

«Травление работает так: поток ионов выбивает атомы с поверхности материала, тем самым можно закрыть маской важные участки и сформировать пиксели разных диаметров. Но чем меньше мы хотим сделать пиксель, тем сильнее становится вклад поверхностных дефектов в свойства светодиода, и увеличивается доля безызлучательной рекомбинации, это ведет к падению эффективности для светодиодов маленького размера», — добавил Антон Васильев.

Исследователи предполагают, что проблему падения эффективности μLED светодиодов возможно решить при помощи дополнительного травления в гидроксиде калия (KOH), чтобы химически удалить большую часть дефектного слоя, отжига при более высокой температуре (поднять ее с 700 до 900 °C) и пассивации, при которой оборванные связи на поверхности материала закрываются слоем Al₂O₃. Все это позволит уменьшить концентрацию активных центров рекомбинации и подавить их участие в безызлучательных процессах.

Однако для уточнения вариантов решения проблем миниатюризации устройств ученым предстоит провести дальнейшие исследования. В будущем они планируют продолжить исследовать свойства дефектов в μLED светодиодах, вызванных сухим травлением, и пытаться решить проблему при помощи отжига и пассивации или искать другие пути к достижению максимальной эффективности микросветодиодов.

---

Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.

Тэги

Транзистор светодиоды

Мигающие светодиоды применяются в различных сигнальных схемах, в рекламных щитах и вывесках, электронных игрушках. Сфера их применения достаточно широка. Простая мигалка на светодиоде может быть также использована для создания автосигнализации. Надо сказать, что моргать этот полупроводниковый прибор заставляет встроенная микросхема ЧИП. Основные достоинства готовых МСД: компактность и разнообразие расцветок, позволяющее красочно оформлять электронные устройства, например, рекламное табло с целью привлечения внимания покупателей.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Светодиод.
• Техническая информация
• Одиночные светодиоды с буферными транзисторами на MK
• IRF9540 Полевой транзистор P-CH (19A, 100V) 150W Vishay
• Простые линейные стабилизаторы тока для светодиодов своими руками
• Драйвер (электроника)
• Светодиод 5050 характеристики
• Устройства индикации со светодиодами

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Strobe light effect with 1 transistor

Светодиод.

Известно, что яркость светодиода очень сильно зависит от протекающего через него тока. В то же время ток светодиода очень круто зависит от питающего напряжения. Отсюда возникают заметные пульсации яркости даже при незначительной нестабильности питания. Но пульсации — это не страшно, гораздо хуже то, что малейшее повышение питающего напряжения может привести к настолько сильному увеличению тока через светодиоды, что они просто выгорят.

Чтобы этого не допустить, светодиоды особенно мощные обычно запитывают через специальные схемы — драйверы, которые по сути своей являются стабилизаторами тока. В этой статье будут рассмотрены схемы простых стабилизаторов тока для светодиодов на транзисторах или распространенных микросхемах.

Для стабилизации тока через светодиоды можно применить хорошо известные решения:. На рисунке 1 представлена схема, работа которой основана на т. Транзистор, включенный таким образом, стремится поддерживать напряжение на эмиттере в точности таким же, как и на базе разница будет только в падении напряжения на переходе база-эмиттер.

Таким образом, зафиксировав напряжение базы с помощью стабилитрона, мы получаем фиксированное напряжение на R1. Ток эмиттера практически совпадает с током коллектора, а значит и с током через светодиоды.

Обычные диоды имеют очень слабую зависимость прямого напряжения от тока, поэтому возможно их применение вместо труднодоступных низковольтных стабилитронов. Вот два варианта схем для транзисторов разной проводимости, в которых стабилитроны заменены двумя обычными диодами VD1, VD Ток через светодиоды задается подбором резистора R2. Резистор R1 выбирают таким образом, чтобы выйти на линейный участок ВАХ диодов с учетом тока базы транзистора. Напряжение питания всей схемы должно быть не меньше, чем суммарное напряжение всех светодиодов плюс около Например, если нужно получить ток 30 мА через 3 последовательно включенных светодиодов с прямым напряжением 3.

При этом сопротивление резистора должно быть около 20 Ом, мощность рассеивания — 18 мВт. Транзистор следует подобрать с максимальным напряжением Uкэ не ниже напряжения питания, например, распространенный S n-p-n. Сопротивление R1 будет зависеть от коэфф. Для S и диодов 1N достаточно будет 10 кОм. Применим описанный стабилизатор для совершенствования одного из светодиодных светильников, описанного в этой статье. Улучшенная схема будет выглядеть так:.

Данная доработка позволяет значительно снизить пульсации тока и, следовательно, яркости светодиодов. Но главный плюс схемы заключается в нормализации режима работы светодиодов и защита их от бросков напряжения во время включения. Это приводит к существенному продлению срока службы светодиодной лампы. Из осциллограмм видно, что добавив в схему стабилизатор тока для светодиода на транзисторе и стабилитроне, мы тут же уменьшили амплитуду пульсаций в несколько раз:.

При указанных на схеме номиналах, на транзисторе рассеивается мощность чуть больше 0. Если емкость балластного конденсатора увеличить до 1. В этом случае без радиатора не обойтись, но зато пульсации понизятся чуть ли не до нуля. Вместо указанного на схеме транзистора 2CS, можно взять 2SC или аналогичный с током коллектора больше мА и допустимым напряжением U кэ не менее В подойдут, например, старые советские КТ, КТ Стабилитрон рассчитан на напряжение 5. В качестве светодиодов применены распространенные smd-светодиоды из китайской лампочки а еще лучше взять готовую лампу и добавить в нее недостающие компоненты.

Теперь рассмотрим схему, представленную на рисунке 2. Вот она отдельно:. Токовым датчиком здесь является резистор, сопротивление которого рассчитывается по формуле 0. При увеличении тока через светодиоды, транзистор VT2 начинает открываться сильнее, что приводит к более сильному запиранию транзистора VT1. Ток уменьшается. Таким образом происходит стабилизация выходного тока. Достоинства схемы — ее простота. К недостатку можно записать довольно большое падение напряжения а следовательно и мощности на транзисторе VT1.

Это не критично при небольших токах десятки и сотни миллиампер , однако дальнейшее увеличение тока через светодиоды потребует установки этого транзистора на радиатор. Схема, приведенная ниже, представляет собой мощный светильник на двух ваттных светодиодах и ваттном IRF в корпусе ТО см. Ток через светодиоды задается подбором резистора R1. VT1 — любой маломощный. Транзистор VT2 и светодиоды необходимо разместить на общем радиаторе, площадью не менее см 2 это если без принудительного охлаждения.

Использование термопасты обязательно. Ребра радиатора должен быть толстым и массивным, чтобы максимально быстро отводить тепло. Оцинкованные профили для гипсокартона, консервные банки из-под селедки и крышки от кастрюль категорически не подходят!!!

Если такая мощность не нужна, можно сократить количество светодиодов до одного. Но при этом придется понизить напряжение питания на Иначе потребляемая мощность останется прежней, транзистор будет греться в два раза сильнее, а светить будет в два раза хуже.

Для снижения мощности правильнее было бы оставить оба светодиода, но уменьшить ток, например, до 2А — тогда мощность упадет с 20 до 12 Вт, а срок жизни светодиодов многократно возрастет. И площадь радиатора можно будет уменьшить до см 2. Смотрите сами, какие есть в вашем распоряжении. Если совсем ничего нет, самое время закупиться по дешевке:. Ну а самая простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов на полевом транзисторе состоит всего лишь из одного транзистора с закороченным накоротко затвором и истоком:.

Принцип действия схож со схемой на рисунке 1, только в качестве эталонного напряжения используется потенциал «земли». Величина выходного тока определяется исключительно начальным током стока берется из даташита и практически не зависит от напряжения сток-исток U си. Это хорошо видно из графика выходной характеристики:.

На схеме на рисунке 3 в цепь истока добавлен резистор R1, задающий некоторое обратное смещение затвора и позволяющий таким образом изменить ток стока а значит и ток нагрузки.

Пример самого простого драйвера тока для светодиода представлен ниже:. Здесь применен полевой транзистор с изолированным затвором и встроенным каналом n-типа BSS Точное значение выходного тока будет зависеть от характеристик конкретного экземпляра и сопротивления R1. Это, в общем-то, все способы превратить транзистор в стабилизатор тока. Есть еще так называемое токовое зеркало, но применительно к светодиодным светильникам оно не подходит. Поэтому перейдем к микросхемам. Микросхемы позволяют добиться гораздо более высоких характеристик, чем транзисторы.

Чаще всего для сборки стабилизатор тока для светодиодов своими руками используют прецизионные термостабильные источники опорного напряжения TL, LM и другие. Типовая схема стабилизатора тока для светодиодов на TL выглядит так:. Так как микросхема ведет себя так, чтобы поддерживать на резисторе R2 фиксированное напряжение 2. И чем выше будет коэффициент усиления транзистора h fe , тем больше эти токи будут совпадать. А вот пример практического применения TL в светодиодной лампе:.

На транзисторе падает около В, рассеиваемая мощность составляет менее 1. Транзисторы в корпусе TO не требуют установки на радиатор до мощностей 1.

Резистор R3 служит для ограничения импульса зарядки конденсатора при включении питания. Ток через нагрузку задается резистором R2. В качестве нагрузки R н здесь выступают 90 белых чип-светодиодов Максимальная мощность при токе 60 мА составляет 0. Также можно применить любые другие подходящие светодиоды, например, SMD Хотя я бы рекомендовал найти светодиоды в точно таком же форм-факторе 2. Они и греться будут меньше и прослужат дольше. С учетом допустимого разброса напряжения Вольт см.

ГОСТ , выпрямленное напряжение на конденсаторе C1 будет находиться в диапазоне от до В, поэтому он должен быть рассчитан на напряжение не менее В. Например, резистор, задающий рабочий режим микросхемы DA1 должен обеспечивать ток не менее 0. Любой интегральный стабилизатор напряжения можно превратить в стабилизатор тока, добавив всего один резистор в соответствии со схемой:.

Только надо учитывать, что, при таком включении, входное напряжение должно быть больше, чем напряжение стабилизации микросхемы на некоторую величину падение напряжение на самом стабилизаторе. Обычно это где-то Ну и, само собой, добавить напряжение на нагрузке. Вот, например, конкретный пример стабилизатора тока для светодиодов на ЛМ Все параметры схемы рассчитаны на 10 светодиодов SMD с прямым напряжением 3.

Есть еще очень похожие светодиоды — SMD без единички в названии. У них мощность всего 0. Так что не перепутайте. Рассчитать сопротивление и мощность резистора под другие значения тока можно с помощью простенькой программки Regulator Design скачать.

Очевидно, что чем выше выходное напряжение стабилизатора, тем больше тепла будет выделяться на токозадающем резисторе и, следовательно, тем хуже КПД. Поэтому для наших целей лучше подойдет LM, чем LM Но я бы порекомендовал использовать для сборки своими руками драйвер для светодиода на lm см. Не менее эффективным получается линейный стабилизатор тока для светодиодов на LM

Техническая информация

Огромный выбор цветов, экранов, заглушек и элементов крепления. Высококачественные яркие с большой светопропускной способностью ударопрочные экраны и стильные заглушки. Профили S2 серии LUX с раздельным основанием для монтажа линий света. Углы L-T-X в сборе с экраном, подвесы. Профиль серии ARH для оформления интерьеров, изготовления подвесных и встраиваемых систем освещения. Широкий модельный ряд, большой выбор экранов, креплений и подвесов. Профиль TOP — находка для разработчиков и производителей мебельных и кабинетных светильников, компактных систем освещения.

RS, RSW 12V 2xЛента RSW SE 12V Blue 2x (

Одиночные светодиоды с буферными транзисторами на MK

Золотые поставщики — это компании, прошедшие предварительную проверку качества. Проверки на месте были проведены Alibaba. Активные компоненты. Сортировать по : Лучшее соответствие. Лучшее соответствие Уровень сделки Скорость отклика. Фильтр по поставщику Gold Supplier Золотые поставщики — это компании, прошедшие предварительную проверку качества. На месте Проверки на месте были проведены Alibaba. Поставщик Премиум членство для более высокого уровня поставщиков. Транзакций через Alibaba.

IRF9540 Полевой транзистор P-CH (19A, 100V) 150W Vishay

Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Элементы питания Электроника Схемотехника Светодиоды. Есть кусок программируемой RGB ленты. Управление происходит при помощи микросхемы WS

Возможно, вы имели в виду: Радиоконструкторы. Цена до р.

Простые линейные стабилизаторы тока для светодиодов своими руками

Благодаря таким своим свойствам как: низкое энергопотребление, малые габариты и простота необходимых для работы вспомогательных цепей, светодиоды имеются ввиду светодиоды видимого диапазона длин волн получили очень широкое распространение в радиоэлектронной аппаратуре самого разного назначения. Используются они в первую очередь как универсальные устройства индикации режимов работы или устройства аварийной индикации. Реже обычно только в радиолюбительской практике встречаются светодиодные автоматы световых эффектов и светодиодные информационные панели табло. Для нормального функционирования любого светодиода достаточно обеспечить протекание через него в прямом направлении тока не превышающего максимально допустимый для применяемого прибора. Если величина этого тока не будет слишком низкой, светодиод будет светиться.

Драйвер (электроника)

Их технические характеристики ставят эти источники света вне конкуренции с остальными светильниками. Свет излучается светодиодом в одну сторону. В противоположном направлении идет поток тепла. В LED-лампах малой мощности охлаждающий радиатор спрятан внутри корпуса. Мощные прожекторы оборудуются ребристыми алюминиевыми радиаторами. Параметры и характеристики светодиодных ламп подтверждают их высокую экономичность. КПД светодиодной лампы в сравнении с лампой накаливания превосходит ее в раза. Выбирая светодиодные лампы необходимо учитывать их виды и характеристики.

Большой выбор светодиодов, транзисторов, стабилитронов и иного полупроводникового оборудования в компании Радиотехкомплект подкреплен.

Светодиод 5050 характеристики

Моргающий световой сигнал находит широкое применение — от особого режима работы фонарей до индикации сложной аппаратуры. В его основе все чаще используется мигающий светодиод, как надежная и долговечная альтернатива любым другим видам светоисточников. Рассмотрим, каков его принцип действия, какие готовые решения подобного прибора доступны сегодня на рынке, как сделать, чтобы лед-элемент, функционирующий в обычном режиме, стал работать в мерцающем ритме, какова общая сфера их применения, а также как своими руками на их основе изготовить гирлянды и бегущие огни. Светодиод с мигающим световым излучением — это стандартный лэд-кристалл, в электрическую схему питания которого включены задающие режим функционирования емкость и резистор.

Устройства индикации со светодиодами

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Simple 12volt RGB led strip driver — without IC or Transistor

Нагрузочная способность одной линии MK не безгранична. Бывают ситуации, когда необходимо между светодиодом и выходом порта поставить буферный транзистор. Делают это в тех случаях, когда:. На Рис. Расчёт ведётся по закону Ома, учитывая, что напряжение и кэ открытого транзистора составляет 0. Если этого не требуется, то резистор R2 может отсутствовать;.

Драйвер англ.

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Категории: Практическая электроника , Все про светодиоды Количество просмотров: Комментарии к статье: Хорошие и плохие схемы включения светодиодов.

Даунлайты светильники отличаются направленным свечением и легко встраиваются в натяжные и гипсокартонные потолки. Питание от сети В через драйвер всегда есть в комплекте. Подвесные светильники для трековых систем освещения витрин, магазинов, торговых залов.

Простой светодиодный драйвер, транзистор и GPIO

BJT в качестве переключателей не сложны.

Один ввод — это значение напряжения вашего источника питания — назовите его \$V_\text{CC}\$. Другой ввод — желаемый рабочий ток светодиода — назовите его \$I_\text{LED}\$. Другим входом является наихудшее падение напряжения этого светодиода при работе с желаемым рабочим током — назовите его \$V_{\text{LED}_\text{MAX}}\$. Другим входом является падение напряжения этого светодиода в лучшем случае при работе с желаемым рабочим током — назовите его \$V_{\text{LED}_\text{MIN}}\$.

Имея их в руках, вам нужно «спроектировать» резистор, который будет использоваться в качестве ограничителя тока и будет включен последовательно со светодиодом. Значение этого резистора можно определить любым из нескольких способов. Если вам нужно быть абсолютно уверенным, что вы получите не менее \$\ge I_\text{LED}\$, тогда \$R_\text{LIMIT}=\frac{V_\text{CC}-V_{\text{LED }_\text{MAX}}}{I_\text{LED}}\$. Если вам нужно быть абсолютно уверенным, что вы получите не более \$\le I_\text{LED}\$, тогда \$R_\text{LIMIT}=\frac{V_\text{CC}-V_{\text{LED }_\text{МИН}}}{I_\text{LED}}\$. Но, вероятно, лучше просто взять среднюю точку и установить \$R_\text{LIMIT}=\frac{2\cdot V_\text{CC}-V_{\text{LED}_\text{MIN}}- V_{\text{LED}_\text{MAX}}}{2\cdot I_\text{LED}}\$. (При этом используется среднее падение напряжения на светодиоде в настройке \$R_\text{LIMIT}\$.)

(Если у вас есть только одно напряжение для светодиода, \$V_\text{LED}\$, то \$V_{\text{LED}_\text{MAX}}=V_{\text{LED} _\text{MIN}}=V_\text{LED}\$, и вместо этого вы можете использовать приведенные выше уравнения таким образом.)

Независимо от того, как вы вычисляете значение, вам нужно будет найти ближайший стандарт значение для резистора. В зависимости от ваших доводов в пользу самого расчета, округление в большую или меньшую сторону зависит от достижения ваших целей. Просто руководствуйтесь своим здравым смыслом при выборе стандартного значения. 2}{R_\text {ЛИМИТ}}\$. Я использовал минимальное падение напряжения на светодиодах, чтобы максимизировать расчетное значение мощности. Выберите номинальную мощность примерно в два раза больше этого числа. Можно обойтись меньшим. Но лучше быть уверенным.

Если по какой-то причине это значение мощности необычно велико, вам следует рассмотреть возможность использования другого подхода. Высокое рассеивание в токоограничивающем резисторе является убедительным советом, что вы должны найти средство, использующее более эффективную топологию конструкции (и почти всегда более сложную). принять \$\beta=10\$ в целях «глубокого насыщения» BJT. Это цель при использовании BJT в качестве переключателя. Таким образом, базовый ток будет \$I_\text{BASE}=\frac{I_\text{LED}}{\beta=10}\$. (Конечно, после того, как вы выберете резистор с фактическим стандартным значением, вы можете получить несколько другой ток светодиода. Но в этом расчете используется очень приблизительное и относительно определенное значение \$\beta=10\$. Так что этого расчета достаточно.)

Если это значение \$I_\text{BASE}\$ слишком велико для вашего вывода ввода-вывода, то эту топологию проекта необходимо изменить.

Предполагая, что вы можете поставить \$I_\text{BASE}\$ на контакт ввода-вывода, вы можете приступить к разработке резистора, ограничивающего базовый ток: \$R_\text{BASE}=\frac{ V_{\text{IO}_\text{HIGH}}-V_\text{BE}}{I_\text{BASE}}\$. Снова выберите для этого ближайшее стандартное значение. Меньший размер обеспечит больший базовый ток. Если вы станете больше, вы получите меньше. Это не критическое решение, так что в любом случае, вероятно, будет хорошо. (Маловероятно, что вам нужно беспокоиться о рассеиваемой мощности в базовом резисторе.) Значение \$V_\text{BE}\$ часто принимается равным \$700\:\text{мВ}\$. Но вы могли бы использовать что-то \$\pm 100\:\text{mV}\$ для этого тоже. Обычно это не так уж и важно. И ясно, я имею в виду, что \$V_{\text{IO}_\text{HIGH}}\$ — это высокое выходное напряжение для вашего вывода ввода-вывода, которое вы также должны использовать в качестве входных данных для этого процесса.

Вы также включили резистор для заземления в цепь базы. Вы можете сохранить это, если хотите.

Я бы вычислил \$R_\text{LIMIT}=\frac{6\:\text{V}-3\:\text{V}}{100\:\text{мА}}=30\: \Омега\$. Вы выбрали \$27\:\Omega\$, и это нормально. Я бы также вычислил \$R_\text{BASE}=\frac{3.3\:\text{V}-800\:\text{мВ}}{10\:\text{мА}}=250\:\ Омега\$. Я бы использовал стандартное значение \$270\:\Omega\$.

Но учтите, что для этого может потребоваться \$10\:\text{мА}\$ с вашего вывода ввода-вывода! Не обязательно плохо установить \$\beta=20\$ для этих целей (если это работает). Это позволит вам увеличить \$R_\text{LIMIT}\$ и существенно уменьшить ток вывода ввода-вывода. Так что не стесняйтесь проверить это.

Что касается вашей симуляции, то я ее не использую. Но похоже, что у вас может быть простой диод вместо светодиода, требующего падения напряжения на нем \$3\:\text{V}\$. Так что это может быть вашей проблемой в симуляции.

диоды — транзисторные светодиоды

Проблема, с которой я столкнулся при использовании традиционной резисторной схемы, заключается в том, что мне нужен очень точный ток для протекания через этот светодиод, чтобы он производил желаемое количество света. Допустим, 8-битная точность (255 шагов).

Простой и точный способ сделать это — использовать ШИМ и изменять коэффициент включения/выключения светодиода.

Рис. 1. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) 80%, 20% и 80%.

Поскольку Vd светодиода может меняться в зависимости от тока, я подумал, что простая схема резистора не сможет дать точность в желаемом диапазоне, просто потому, что нет способа математически выразить падение напряжения светодиода.

Существует математический метод, но V _F варьируется от светодиода к светодиоду, поэтому мы его не используем. Вместо этого мы контролируем ток.

Итак, я придумал схему, показанную выше.

Есть несколько проблем с вашей схемой.

Для светодиода нет ограничения тока. Если транзистор включается больше, чем ожидалось, из-за разницы в коэффициенте усиления и т. д., ток через светодиод может его разрушить. Никто не делает это таким образом.

Пока транзистор работает как ограничитель тока, он ограничивает ток, скажем, до 20 мА, независимо от того, какой светодиод Vd. это всегда будет желаемый ток.

Нет. Коэффициент усиления по току зависит от транзистора и зависит от температуры.

Зачем мне такая точность? Я пытаюсь сделать светодиод, который отображает цвет. Значение RGB. так, например, 0,00007843137 ампер — это красный = 1, а 0,00015686274 ампер — это красный 2 (8-битные цвета).

Использование семи значащих цифр просто глупо. Со стандартными компонентами с допуском 1% вы не сможете приблизиться к такой точности. Вы работаете с 8-битным управлением и вряд ли заметите изменение интенсивности на каждом шаге.

Мой вопрос заключается в том, как точно выразить это падение напряжения в транзисторе или светодиоде, чтобы манипулировать таким малым током.

Вы можете использовать программируемый источник постоянного тока, например, показанный Andy aka, или использовать PWM. Большим преимуществом ШИМ является то, что светодиод либо полностью включен, либо полностью выключен. Вам не нужны какие-либо аналоговые схемы, а варианты светодиодов V _и обеспечиваются токоограничивающим резистором с фиксированной последовательностью.

---

Из комментариев:

, поэтому я управляю светодиодом с волной ШИМ, и, скажем, в данный момент времени мне нужно 18,037289 мА.

Давайте использовать разумные числа. Вы ищете 18,0 мА.

… это прямолинейный закон Ома, не так ли? ну, я боюсь, что дело в том, что я не смогу применить какой-либо закон Ома.

Вы используете закон Ома для расчета последовательного резистора, необходимого для включения тока. Таким образом, при напряжении питания 5 В падение напряжения на транзисторе составляет 0,2 В, а напряжение 9 В0051 f 2,2 В при 20 мА вычисляем

$$ R = \frac {V}{I} = \frac {5 — 0,2 — 2,2}{0,02} = 130 \\Omega $$

^{смоделируйте эту схему — схема, созданная с помощью CircuitLab}

Рис.