LED

LED（Light Emitting Diode、発光ダイオード）は、順方向電流を流すと電子と正孔の再結合エネルギーを光として放出する半導体素子です。表示、照明、光通信などに使われます。

■ 試験で押さえるポイント

• ダイオードなので極性があり、一般にアノードを高電位、カソードを低電位にします。逆接続では通常発光せず、低い逆耐圧を超えると破損する可能性があります。

• 順方向電圧Vfは発光色、材料、電流、温度で異なります。電圧源へ直接接続すると過電流になり得るため、抵抗や定電流回路で電流を制限します。

• 直列抵抗は概算で$R=\dfrac{V_s-V_f}{I}$です。複数直列なら各Vfの合計を電源電圧から引きます。

• PWMで点滅のデューティ比を変えると、ピーク電流を規格内に保ちながら見かけの明るさを調整できます。高速点滅でも平均電流と熱設計が必要です。

■ 選択肢での判断ポイント

発光するダイオード、順方向、電流制限を組み合わせます。抵抗計算ではLEDのVfを電源電圧から差し引き、mAをAへ換算します。

例: 5V電源、$V_f=2\,\mathrm{V}$、目標電流10mAなら、$R=(5-2)\div0.010=300\,\Omega$です。標準抵抗値と許容電力を確認し、安全側の値を選びます。