Сегодня мы с вами окунемся в мир, казалось бы, простой детали – светодиода. Каждый, кто хоть раз собирал простейшую электрическую цепь, знает: чтобы светодиод светил долго и счастливо, ему нужен последовательный резистор. Он ограничивает ток, защищает диод от перегорания.
Классика, которая работает: Последовательный резистор — верный способ
Именно так выглядит подавляющее большинство схем, где используется светодиод. Резистор, включенный последовательно с диодом, — это наш надежный страж и ограничитель. Он "гасит" излишнее напряжение и тем самым ограничивает ток, проходящий через светодиод, предотвращая его выход из строя. Почему это так важно? Дело в том, что светодиоды – это нелинейные элементы. В отличие от обычных резисторов, их сопротивление не постоянно, а очень сильно меняется в зависимости от приложенного напряжения и протекающего тока. По сути, ток через светодиод нарастает лавинообразно после преодоления порогового напряжения. Именно поэтому просто "посчитать по закону Ома" и подобрать сопротивление светодиода не выйдет, как некоторые думают. Резистор всегда рассчитывается исходя из необходимого тока через светодиод и напряжения источника питания, чтобы наш маленький светлячок работал в оптимальном режиме.
Резистор ПАРАЛЛЕЛЬНО светодиоду? Что это за фокусы?
Но что, если я скажу вам, что иногда на реальных платах, в промышленных устройствах или даже в обычных бытовых приборах можно встретить... совсем другую картину? Резистор, подключенный не последовательно, а ПАРАЛЛЕЛЬНО светодиоду! Вот тут-то и начинается самое интересное, и именно этот вопрос заставил меня копнуть глубже. Зачем такая "странная" схема? Это ошибка при проектировании? Или какая-то хитрость, о которой знают не все начинающие радиолюбители?
Я сам, столкнувшись с таким решением, сначала подумал: "Что за китайский нонсенс, почему так сделано?". Но, углубившись в тему, я понял: за этим стоит четкая инженерная логика, и такие решения применяются для вполне конкретных целей. Давайте рассмотрим самых распространённый ответ, зачем это может быть сделано.
Борьба с "призрачным" свечением и токами утечки
Представьте себе мощный светодиод или, что еще чаще, светодиод в составе оптопары (оптрона), которым управляет транзисторный ключ. Казалось бы, транзистор должен быть либо полностью открыт, либо полностью закрыт. Но транзистор, как и любой электронный компонент, не идеален. Даже в закрытом состоянии (когда он должен полностью блокировать ток) он имеет так называемые токи утечки – микроскопические, почти незаметные, но всё же присутствующие токи, которые могут "просачиваться" через него.
Для обычного, маломощного светодиода эти токи утечки, скорее всего, будут несущественными, и он просто не среагирует на них. Но для сверхъяркого светодиода или, что еще важнее, для мощного ИК-диода (такого, как используется в пульте дистанционного управления или в датчиках), даже этих микротоков может быть достаточно, чтобы он слегка светился или мерцал, когда должен быть полностью выключен. Это создает эффект "призрачного" или остаточного свечения, что может быть очень нежелательно для работы устройства, особенно если это индикатор или часть чувствительной системы.
Вот тут-то и приходит на помощь параллельный резистор! Он выступает в роли шунта. Его задача – "забрать" на себя эти ничтожные токи утечки, отводя их от светодиода. Поскольку резистор всегда имеет определенное сопротивление, а светодиод "включается" только после достижения определенного порогового напряжения, весь ток утечки пойдет по пути наименьшего сопротивления – то есть через резистор. В результате светодиод остается полностью выключенным, когда это необходимо, и не тратит энергию впустую на "призрачное" свечение. Это особенно актуально для устройств с батарейным питанием, где каждая микроампер и каждый милливатт важны для продления времени работы. Как видите, даже в таком, казалось бы, простом вопросе, как подключение светодиода, есть свои нюансы и "белые пятна".
Спасибо вам за прочтение, ставьте лайк и подписывайтесь если интерестны подобные Темы