Pourquoi une résistance est-elle nécessaire pour les LED?

Tout en recherchant une tâche de base pour se familiariser avec le Raspberry Pi et ses broches GPIO, j'ai décidé que conduire une LED semblait assez simple.

En recherchant comment procéder, j'ai remarqué que la plupart des instructions indiquent de placer une résistance entre la broche GPIO et la LED. La taille de la résistance varie selon les instructions, mais généralement dans la plage de 260 ohms à 1 kilohm.

Cependant, aucune des instructions n'indique la raison de cela ni n'indique pourquoi ils ont choisi une taille de résistance (apparemment) arbitraire.

Pourquoi une résistance est-elle même nécessaire, et comment sauriez-vous ce qu'elle devrait être ohms?

La raison est commune à toutes les applications LED, pas seulement au Raspberry Pi (ou aux broches GPIO).

Une LED ne peut faire passer autant de courant avant de se détruire (très brillamment!). Le courant maximum varie en fonction de la taille et de la couleur de la LED, mais pour une LED rouge de taille moyenne, on peut généralement supposer 20mA (vérifiez cette valeur si, si vous avez la fiche technique de la LED à portée de main - et les minuscules LED ne peuvent gérer qu'une infime fraction de cela).

Une LED rouge standard a généralement une chute de tension d'environ 1,7 V, et donc la valeur de la résistance peut être choisie pour passer à 20 mA à (tension - 1,7). En supposant une entrée de 5v, cela signifie une résistance qui passera 20mA à 3,3v, ce qui (en utilisant la loi d'Ohm) nous donne une résistance minimale absolue de 165 ohms.

Le pire qui puisse arriver en utilisant une résistance plus grande, c'est que la LED sera plus faible que sa luminosité maximale, et donc pour accueillir des LED plus petites qui ne peuvent que passer 10mA, il n'est pas rare d'utiliser 330 ohms et plus.

Je mettrais une résistance de 470 ohms pour une alimentation 5v pour une LED rouge de taille moyenne, et si la LED est trop faible, réduisez-la légèrement.

Si vous utilisez une LED rouge miniature, alors 1K ohms ne semble pas scandaleux, et pour des couleurs plus exotiques (en particulier le bleu, le rose et le blanc), vous voudrez calculer la valeur vous-même.

Tout d'abord, la LED est une diode semi-conductrice. Une relation courant-tension dans la diode (en général):

I = I (s) * [exp (eV / nkT) -1] (bien que cette relation ne soit pas exactement réelle) \

Et la chose la plus notable est qu'un petit changement de tension produit un plus grand changement de courant. Et c'est la raison principale derrière l'utilisation d'une résistance avec une LED en série.

Une autre chose est que généralement le point de fonctionnement d'une LED est inférieur à 5 volts (environ 3,3 V). C'est pourquoi nous utilisons une résistance d'une valeur appropriée en série avec la LED.

Passez par les bases: choisir des résistances pour les LED . Et vous aurez l'idée de choisir la résistance appropriée pour une LED spécifique.