発光 ダイオード 記号。 第7回 LED・抵抗・電池│ツール・ラボ

LED(発光ダイオード)の光らせ方。配線方法と注意事項、ダイオードクリップについて

発光 ダイオード 記号

LED(発光ダイオード)の使い方 LED(発光ダイオード)とは、電流を流すと発光する半導体です。 LEDの形状は、一般的な砲弾型LEDや、デジタル時計などで数字を表示する「7セグメントLED」、電光掲示板などの文字を表示する「ドットマトリクスLED」、照明等に使われる「パワーLED」、極小サイズの「チップLED」など、様々な形状のものが流通しています。 LEDを使用する一番のメリットは、電力から光への変換効率が優れていることと、白熱電球や蛍光灯に比べて寿命が長いことです。 そのため、近年では建物の照明や車のヘッドライト、液晶画面のバックライトなど、あらゆる光源がLEDに置き換えられつつあります。 また、色調についても光の三原色を組み合わせることで全ての色を再現できるほか、赤外線や紫外線など目に見えない光を発するLEDもあります。 それでは、LEDを使う上での注意点を解説していきます。 極性(向き)に注意! 一般的なLEDには電極が2つあります。 それぞれの電極は、アノード(A)とカソード(K)と呼ばれ、アノードにプラス側、カソードにマイナス側を接続します。 これを反対に接続すると光りません。 (厳密には少し光ることもありますが、これは壊れる前兆、または既に壊れている場合があります) また、LEDは一般ダイオードと違って逆電圧に非常に弱く、僅か数Vの逆電圧で壊れることもあります。 一般ダイオードの用途として、逆電流を流さないようにするために使われることが多いですが、LEDはこの用途には不向きです。 どうしてもLEDに逆電圧がかかってしまう場合は、LEDと並列に逆方向のダイオード(下図 D1)を接続することで、LEDにかかる電圧を概ね1V以下に抑えることができます。 LEDは熱に弱い LEDは熱に弱い性質があります。 特に注意したいのが、はんだ付けです。 はんだゴテで長時間LEDに熱を加えると壊れてしまうことがあります。 LEDのはんだ付けはできる限りやり直しのないように、一発で仕上げるのが鉄則です。 とはいえ、失敗することもあるので、その際は一度LEDを冷やしてからやり直ししましょう。 一般的なリフローやフローの温度条件が保証されていないLEDは少ないですが、中にはそのようなものもありますので、設計時に確認が必要です。 (弊社に実装を依頼される際、熱に弱い部品がある場合は事前にお申し付けください。 ) 設計的な注意点としては、LEDの周囲に発熱体を配置しないことです。 基板のパターンや基材を伝ってLEDが高温になります。 はんだ付けの温度ほどではなくても、長時間高温に晒されるとLEDの寿命が短くなります。 (だんだん光が暗くなっていく) もう1点、パワー系LEDは、LED自体が非常に多くの熱を発するため、対策しないと自己発熱で壊れます。 自己発熱で壊れるなんてLEDの設計ミスじゃないのか!と怒る方もいらっしゃいますが、そういうものなので、どうか受け入れてください。 普通の基板(FR-4など)を使われる場合は、LED端子にベタを広く取って放熱します。 それでも放熱が足りない場合や、スペースが限られる場合は、アルミ基板などの上にLEDを実装して放熱性を上げることもあります。 必ず電流制限を! 白熱電球(豆電球)は「定格電圧」が定められています。 逆に言うと、白熱電球はこの電圧さえ守っていれば、壊れることは無いのです。 (寿命は除く) LEDの場合は「定格電流(順方向電流)」で規定されます。 他にも条件はありますが、ほとんどの場合、定格電流を守っていれば問題となることはありません。 よく、データシートの順方向 電圧を見て、「順方向電圧が2. 2V typ だから、LEDに2. 0Vくらい印加しておけばOK!」と言う方がいらっしゃいますが、これは大きな間違いです。 順方向電圧と順方向電流の関係は、LEDのロットや個体、周囲環境によってばらつきますので、最悪の場合2. 0Vをかけただけでも定格電流を超えてしまうこともあります。 また、LEDは流れる電流で明るさが変わりますので、電圧固定でも個体バラツキによって明るさが大きく変わってくることもあります。 このような理由から、LEDを駆動する際は、「一定の電圧を加える」のではなく、「一定の電流を流す」という考えで設計します。 電流制限の方法 電流を調整する手段として以下のような部品をLEDに直列接続して使います。 ・抵抗 非常に安価なため、LEDの電流制限の多くは抵抗で行われます。 抵抗値のバラツキやLEDの順方向電圧のバラツキにより多少電流がばらつきます。 印加電圧が変化する場合は、電流も大きく変化しますので、注意が必要です。 ・定電流ダイオード(CRD) LEDに直列接続すると電流を一定に保ってくれる便利な部品です。 抵抗に比べて高価なため使われることは少ないですが、印加電圧が変化しても電流を一定に調整できるため、 電源電圧が変化する製品などで使われます。 例えば、自動車のバッテリーは12Vですが、実は10V〜15Vくらいの範囲で電圧が変化します。 このような環境でも一定の電流を供給し、LEDを一定の明るさで発光させることができます。 ただ、定電流ダイオードは20mA以下のものがほとんどのため、それ以上の電流の用途には使えません。 (注) 定電圧ダイオード(ツェナーダイオード)とは別物ですので、ご注意ください。 ・LEDドライバーIC 大電流LEDを駆動する場合や、調光をしたい場合など、様々な要望に合ったLEDドライバーICが流通しています。 ディスクリートで回路を組んでも良いのですが、ドライバーICを使うことでより簡単に精度よく駆動することができます。 抵抗での電流制限の方法 下図のように抵抗を直列に接続します。 狙いの電流値に応じて抵抗値を設定します。 ・多くのLEDを直列接続するデメリット・・・抵抗にかかる電圧が下がるため、LEDの特性バラツキなどによる電流変化が大きくなります。 では、並列接続する場合はどうでしょうか? ハイハイ、抵抗を入れればいいんでしょ! とやった結果が下図です。 一見これでも良さそうに見えますが、これは間違いです。 上のLEDの列と下LEDの列に流れる電流が5:5になるとは限らないのです。 LEDの特性バラツキや配線抵抗の差があると、最悪の場合9:1などといった電流比になり、「9」が流れた方は過電流で壊れる可能性があります。 なぜそのようになってしまうか詳細は割愛しますが、LEDにかかる電圧を徐々に上げていったときに、急激に電流が増えるポイントがあり、それによって大きな電流差が発生する恐れがあります。 興味のある方は、LEDのデータシートにある、電圧・電流特性などを見れば理解できると思います。 並列の場合は、下図のように必ず1列ごとに抵抗を入れます。 プリント基板設計における注意点 ・極性を表示しましょう 部品をはんだ付けする際に迷わないように、シルク印刷でLEDの向きを表示します。 LEDの回路記号を描くか、カソードに印を付けます。 ・配置を検討しましょう 上でも述べたように、LEDは熱に弱いので、発熱する部品からは遠ざけて配置します。 また、周囲に背の高い部品を置くと視認性が悪くなるので注意が必要です。 ・実装高さを検討しましょう リード付きのLEDは、基板から少し浮かしてはんだ付けするといったこともできますし、基板にベタ付けもできます。 基板から浮かす場合は専用のスペーサーを使うことが多いので、設計時に検討しましょう。 なお、弊社に部品実装をご依頼いただく際、LEDを浮かせたい場合は事前にお申し付けください。 ・レジストの色を検討しましょう LEDを照明等の用途に使われる場合、基板からの反射の効率も考慮して、白色レジストを使われることがあります。 反対に極力反射させたくない場合は、黒色の選択も可能です。 ・放熱を検討しましょう 上でも述べたように、高出力LEDは非常に自己発熱が大きいです。 また、大電流を流すと電流制限部品(抵抗やLEDドライバ)も発熱します。 十分な放熱パターン(ベタ)を取るなどして放熱する必要があります。 プリント基板の製造について ユニクラフトではプリント基板の製造サービスを提供しております。 プリント基板製造のお見積もり・ご発注はこちらから Copyright C 2020 unicraft Corporation all rights reserved.

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発光 ダイオード 記号

この記事の目次• LED(発光ダイオード) ろうそく、白熱電球、蛍光灯に続く 第4の光とされ、「小さい」「軽い」「長寿命」「低消費電力」などの特徴あります。 現在、携帯電話のバックライトや交差点の信号機に利用されていて、今後は 家庭用の照明にLEDが利用されるようになるでしょう。 LEDの記号 LEDはこのような記号で表します。 矢印をつけないと発行しないダイオードの記号になります。 LEDの使い方 LEDの 2本の足には極性があるので接続時に注意が必要です。 プラスとマイナスを逆にすると電流が流れずLEDが点灯しません。 あまり高い電圧を加えてしまうと、LEDが壊れてしまい点灯しなくなることももあります。 図のように足の長いほうにプラスを加え、短いほうにマイナスを加えます。 さらに回路に電流を制限する為の 抵抗を入れる必要があります。 長いほうのプラス側をアソード、短いほうのマイナス側をカソードとも呼びます。 LEDの発光色 LEDは発光部が半導体となっています。 最近では青色や白色のLEDも安く市場に出回ってきています。 以下の表はLEDの色を、使われている半導体材料と発行波長を基に表にまとめてみました。 単価は青色や白色はちょっと高くて100円位する場合もあります。 他は価格がこなれていて10~20円ぐらいで購入できます。 SMD LED.

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発光ダイオード(LED)

発光 ダイオード 記号

交流を直流にする(整流)。 他入力保護、スイッチング、検波など。 小型で周波数特性が良い。 ZD ツェナ・ダイオード 定電圧を作る。 普通のダイオードは逆方向には電流を流さないが、逆方向電圧(ツェナ電圧)がある電圧以上になると、逆方向電流にかかわらず常にほぼ一定電圧になり、電流がそれ以上増えても殆ど変化しない。 電源回路の基準電圧用、DCバイアス作成用。 一定の電圧降下特性を示す。 SD ショットキー・ダイオード 汎用のpn接合ダイオードとは全く異なり、半導体と金属の接合によるもの。 周波スイッチング、マイクロ波帯のミキサなど。 降下電圧が約0. 2Vと低い。 汎用ダイオードは約0. VD バリキャップ・ダイオード pn接合に逆方向電圧をかけると、端子間の容量が逆電圧の大きさによって変化するダイオード。 主にラジオなどの電子同調用。 可変容量は数pF~数100pF。 DB ダイオード・ブリッジ 交流電源を直流電源にするために4個の整流ダイオードが1つにまとめられている。 単相、三相用があり、モジュール化されたものや、耐電圧、電流容量によって多くの種類がある。 コンデンサ 回路図記号 略号 名称 機能、特徴など C コンデンサ コンデンサ(以下のコンデンサと名の付くもの)は直流の場合、電気を貯める働きをして、交流の場合、周波数により抵抗値の変わるリアクタンスとしてとして働く。 電気の貯められる量を静電容量といい、単位はF(ファラッド)を使う。 小型の同調回路用で容量が小さい。 セラミック・コンデンサが多く使われ単位はpF(ピコ・ファラッド)。 C(BC) バイパス・コンデンサ 電源やグランドを安定させICなどの誤動作を無くす。 C(CC) 電解コンデンサ 低周波バイパス用で、直流回路の電源フイルタ、平滑、交流回路のカップリング、フィルタとして使う。。 極性があり、リードが長い方がプラス側である。 また、色帯があるほうがマイナス側である。 小型で容量が大きいが、耐電圧に注意する。 トランジスタ、電解効果トランジスタ 回路図記号 略号 名称 機能、特徴など NPN NPN型トランジスタ トランジスタは全て接合型でNPN型とPNP型があり、電流を増幅する働きをし、用途や特性により大変多くの種類がある。 トランジスタは、入力の電流で出力の電流を制御する。 端子はB(ベース)、C(コレクタ)、E(エミッタ)の3つで構成され、僅かなB(ベース)電流に対してC(コレクタ)からE(エミッタ)へ電流が大幅に増幅され流れる。 同じように増幅作用があり、入力の電流で出力の電流を制御する。 PNP型は、NPN型と同じようにB(ベース)、C(コレクタ)、E(エミッタ)の3つの端子で構成されるが、電流の流れる向きがE(エミッタ)の矢印の向きと同じになり、全く逆方向になる。 PNP型は、NPN型と比べて然程周波数特性は良くない。 また、相補型回路用にNPN型とペアで使用。 PNP PNP型トランジスタ JFET N 接合型FET Nチャンネル 接合型は、入力ゲートが半導体の接合で構成されていて、トランジスタ同様に増幅作用があるが、それよりは増幅率は少ない。 トランジスタが入力の電流で出力の電流を制御するのに対し、FET(電界効果トランジスタ)は入力の電圧で出力の電流を制御する。 FETの端子はG(ゲート)、D(ドレイン)、S(ソース)があり、G(ゲート)電圧により、D(ドレイン)からS(ソース)へ電流が流れる。 D(ドレイン)からS(ソース)への矢印の向きにより、N型とP型がある。 入力インピーダンスが非常に高く、On時のドレイン-ソース間抵抗が小さい。 超音波センサや周波数カウンタなどの微弱信号の増幅、高入力インピーダンスのアンプ用。 Pチャンネル型は相補型回路用にNチャンネル型とペアで使用。 JFET P 接合型FET Pチャンネル MOSFET N MOS型FET Nチャンネル シングル・ゲート 入力ゲートが酸化シリコン薄膜で絶縁されている構成のFETで、接合型同様に増幅作用があり、入力の電圧で出力の電流を制御する。 FETの端子は接合型同様G(ゲート)、D(ドレイン)、S(ソース)があり、G(ゲート)電圧により、D(ドレイン)からS(ソース)へ電流が流れる。 D(ドレイン)からS(ソース)への矢印の向きにより、N型とP型がある。 入力インピーダンスが接合型よりも高い。 On抵抗が小さいことから大電流制御用に使用。 Pチャンネル型は相補型回路用にNチャンネル型とペアで使用。 MOSFET P MOS型FET Pチャンネル シングル・ゲート MOSFET N DualGates MOS型FET Nチャンネル デュアル・ゲート シングル・ゲート同様に、入力ゲートが酸化シリコン薄膜で絶縁されている構成のFETで、接合型同様に増幅作用があり、入力の電圧で出力の電流を制御する。 FETの端子は接合型同様G(ゲート)、D(ドレイン)、S(ソース)があり、G(ゲート)電圧により、D(ドレイン)からS(ソース)へ電流が流れる。 D(ドレイン)からS(ソース)への矢印の向きにより、N型とP型がある。 シングル・ゲート同様入力インピーダンスが非常に高い。 同じ特徴のゲートが2つあることから、高周波のミキサーやゲイン・コントロール・アンプとして使用。 抵抗値はJISの値で標準値が決められ(E系列という)、例えば1~10の1桁の間を何等分するかによりE3、E6、E12、E24、E96などがある。 性能はカラーコード(色の付いた数本の線)で記され、抵抗値や誤差を表す。 直流から高周波まで、小電力から大電力まである。 VR POT 可変抵抗器 ボリューム 半固定抵抗器 抵抗値を変化させることが出来る抵抗器。 位置検出センサや位置調整ダイヤル、またオーディオなどの音量調節などに使用。 回転式やスライド式などがある。 回転角は様々。 半固定抵抗はアンプのゲインなどの調整用などに使用。 光関連半導体 回路図記号 略号 名称 機能、特徴など LED 発光ダイオード 電流を流すと発光する素子。 発光色は赤、黄、青、緑、白などがあり、用途によって多種類ある。 電流を流す量に比例して明るく光る。 リードが長い方(アノード)がプラス電源側で、抵抗を付けて使用。 セグメント表示器、電源表示光などに使用。 PD フォト・ダイオード ダイオードの接合部に光を当てると、電流が流れる素子。 発光ダイオードと逆の原理で光エネルギーにより電流が流れ、その流れる電流は光の強さに比例する。 感度は良いが出力が小さい。 (OPT) フォト・トランジスタ フォト・ダイオードと同じ原理で、トランジスタのB(ベース)に光を当てるとコレクタ電流が流れ、その流れる電流は光の強さに比例する。 感度が良く、フォト・ダイオードより出力は大きい。 カメラのセンサなどに使用。 (ISO) フォト・カプラ フォト・インタラプタ 複数個の素子を一体化してモジュール化したもので、多くの形状がある。 フォト・カプラは、発光ダイオードとフォト・ダイオードまたはフォト・トランジスタを、向かい合わせに一体化して素子化したもの。 電気的に絶縁でき、リレーに代わりコンピュータと外部機器の接続などに使用。 フォト・インタラプタは、赤外線発光ダイオードとフォト・トランジスタを一つのケースに封じ込めたもの。 頭部がその発光と受光面になって、対象物からの反射光を検出する。 数㎜くらいの近距離しか反応しないため、ロボットの障害物検出、トレース線の検出などに使用。 P型半導体からG(ゲート)端子を引き出しているものをPゲート、N型半導体からG(ゲート)端子を引き出しているものをNゲート。 G(ゲート)からK(カソード)へG(ゲート)電流を流すことにより、(A)アノード、(K)カソード間を導通させること出来る。 一度Onになると,G(ゲート)電流を0にしてもA(アノード)、K(カソード)間に電流が流れ続け、OffするにはA(アノード)。 K(カソード)間に流れる電流値を一定値以下にする必要がある。 各電化製品のスッチングなど。 PUTもサイリスタ同様にPNPNの4重構造で構成され、A(アノード)、K(カソード)、G(ゲート)の3端子を持つ半導体素子だが、G(ゲート)に加えるパルスを生成するために使用。 A(アノード)よりG(ゲート)の電圧が高い場合は、AK間は不導通。 A(アノード)よりG(ゲート)の電圧が低い場合は、AK間は導通。 LEDの発振回路などに使用。 PUT (programmable uni-juction transistor) PUT TRIAC トライアック トライアックは、NPNPNの5層構造で構成され、T1、T2、G(ゲート…トリガ素子)の3端子を持ち、2つのサイリスタを並列で互いに逆方向になるように接続した双方向サイリスタ。 G(ゲート)電流を与えるとOn状態になり、電流は順、逆双方向に流すことが出来て、交流、直流どちらも使える。 G(ゲート)にパルス信号を加えるとOn、トライアックの電圧が交流の1サイクルで0V 0A になった時にOff(0Vクロス・スイッチ)。 主に半導体リレー、交流誘導負荷の制御などに使用。 ダイアックは、NPNの3層構造で構成され、T1、T2の2端子を持ち、互いに逆方向になるように2つのダイオードを接続したもので、交流電源から直接トリガ・パルス信号を作る。 規定電圧(ブレーク・オーバー電圧:VBO を超えた場合、導通状態になり端子間の電圧を低下させる双方向素子。 電子回路のサージ保護用、他、トライアックのトリガ信号として使い、交流電流の制御などに使用。 Diac ダイアック ZNR バリスタ バリスタは、2つの電極を持ち、ある一定電圧で急に電流が流れ出す半導体素子。 両端子間の電圧が低い場合は電気抵抗が高く、一定電圧以上に電圧が高くなると急激に電気抵抗が低くなる。 半導体、ICの保護用で高電圧のパルス・ノイズ抑制、スパーク・キラーとして使用。 単極単投式は、1回路1接点で一番多く使われる。 2極単投式は、同じものが二つ入って同時に作動する2回路1接点のスイッチ。 双投式は、接点がaとbと切り替わる。 DC数VでDC数VやAC数100Vを制御。 回路の誤作動を防ぐ必要があり、一般に、Off時の励磁コイルの逆起電力対策で、コイル側にダイオードを並列に挿入。 代表的なものはソリッド・ステート・リレー(SSR)やフォト・MOS・リレーである。 SSRはフォト・カプラと同じ原理で、LEDとトライアックを向かい合わせにしてモールドしたもの。 回路の誤作動を防ぐ必要があり、一般に、高電圧の雑音防止とトライアック保護のため、バリスタなどをスナバ回路と同様に挿入。 フォト・MOS・リレーもフォト・カプラと同じ原理で、LEDとフォト・セルを向かい合わせにしてモールドしたもの。 フォト・セルにはMOS型FETが内部で接続されている。 TTL、CMOS、トランジスタなどの制御回路からDCとACの制御、他、外部機器全般のAC制御に使用。 インダクタンスという単位で大きさを表し、使われる単位はH(ヘンリー)。 L 高周波同調コイル コイルとコンデンサを並列接続したもので、特定周波数に同調して信号を取り出すもの。 テレビやラジオの同調回路などに使用。 L バー・アンテナ・コイル コアを大きくして受信感度を良くしたもので、形や大きさは多種類ある。 バリアブル・コンデンサと並列接続し、同調周波数を可変できるようにしてラジオ電波などと同調させる。 IFT 中間周波数 同調用コイル 特定の中間周波数に合わせた同調用コイルで、特定周波数のみを通すもの。 L 電源用チョーク・コイル 大型のトロコダイル・コアに銅線を巻いたもので、低周波に対しても大きなインダクタンスを持つもの。 電源ノイズ防止用のフィルタ、平滑回路のフィルタなどに使用。 TR 電源トランス 複数のコイルを同じ磁心に巻いたもので電圧を変換させる。 扱う周波数が高く、小型で効率の良いトロコダイル・コイルを使用。 パルス・トランス デジタル回路のデータ伝送経路で絶縁が必要な場合に使用。 オーディオ用トランス トランジスタ回路などで入出力のインピーダンスが大きく異なる場合に、伝達ロスを減らすためにインピーダンス変換用として使用。 発振素子 回路図記号 略号 名称 機能、特徴など X セラミック振動子 一定周波数信号を出力する発振素子 振動子)で、高精度な周波数を得る。 RC発振回路よりはるかに優れている。 他、特定周波数のみ通過させるセラミック・フィルター素子がある。 XTAL 水晶振動子 (クリスタル振動子) セラミック振動子より温度安定度が優れ、高精度の周波数を得る。 マイコンのクロック用などに使用。 他、特定周波数のみ通過させる水晶フィルター素子がある。 アナログIC 回路図記号 略号 名称 機能、特徴など OP AMP オペ・アンプ 差動入力ピン(2,3)、出力ピン(1)、電源端子(4,11)で構成されるアナログIC。 アナログ信号入力を一定の比率で増幅して出力させる汎用アナログ増幅器。 電源端子は省略されることもある。 増幅率が非常に高い。 オフセット調整端子付きの汎用アナログ増幅器。 電源端子(4,7)は省略されることもある。 ?(3TR) 固定出力型 3端子レギュレータ 入力、出力、GNDの3つの端子で構成されるアナログIC。 出力電圧を常に一定に保つ働きがあり、出力電流や入力電圧が変化しても安定した出力電圧を得る。 電源回路などに使用。 可変出力型 3端子レギュレータ 固定出力型とは違い、出力電圧が可変できる電圧レギュレータ。

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