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LEDの電圧降下

電圧降下とは、電気回路に電流を流したときに、回路中に存在する電気抵抗の両端に電位差が生ずる現象のことです。LEDでは、順方向に電流を流したときに、電圧降下が発生するという特性があります。

読み方:えるいーでぃーのでんあつこうか
英語正式表記:LED voltage drop

LEDの電圧降下とは

電圧降下とは、電気回路に電流を流したときに、回路中に存在する電気抵抗の両端に電位差が生ずる現象のことです。LEDでは、アノード(プラス)からカソード(マイナス)へ順方向に電流を流したときに、電圧降下が発生します。例えば、ある赤色LEDでは20mA(ミリアンペア)の電流を流すと、約2Vの電圧降下があります。これは言い換えると、LEDに約2Vの電圧をかけると、20mAの電流が流れるという意味になります。この電圧降下が「順電圧(VF)」と呼ばれるものです。順電圧は、LEDの発光色(LEDに使われている化合物の違い)によって異なります。赤色LED、橙(だいだい)色LED、黄色LED、緑色LEDでは2.1V程度、青色LEDや白色LEDでは3.5V程度です。

LEDの順電圧は、温度にも左右されます。LEDの温度が上昇すると順電圧が下がり、より多くの電流が流れるようになります。このため、LEDが発光したことによって発生した熱が、さらに電流を増やすように働いて、それが繰り返されることで最大定格値を超えてしまう「熱暴走」を起こす危険性があります。このように順電圧が変化するLEDでは、電圧を決めても電流が安定するとは限りません。そこでLEDの回路には、無条件に電流を一定にする定電流回路を組み込みます。これによりLEDの電圧が変わっても一定の電流を流すことが可能になります。LEDに流れる電流を制御するために、適切な値の抵抗を接続する方法も考えられますが、高輝度LEDなど大容量の電流を流す場合には抵抗が100℃を超える高温に発熱することがあります。抵抗とLEDの距離が短ければ、抵抗の発熱によるLEDへの悪影響は避けられません。それを防止するためにも、単純に抵抗で済ませるのではなく、定電流回路が有効になります。

(C) nobudget LED 研究会 2014.8.18

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