発光 ダイオード。 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

発光ダイオードに流せる電流の限界は?

発光 ダイオード

LED(Light Emitting Diodeの略)とも。 電圧を加えると発光する半導体材料の総称で,のによる電子と正反対の結合によって光を放出する固体。 小型で,低電圧,低で駆動でき,高輝度で応答性に優れているため,文字や数字あるいは公衆電話電源表示などの表示装置,低速やアナログ光通信用光源,カメラ自動機構や煙感知器などの各種センサー用光源あるいはとして広く利用されている。 赤,橙,黄,緑,青など赤外域から青色までの種々の波長で発光するものが作られている。 材料としてはガリウムヒ素(GaAs)系,ガリウムリン()系が多く用いられ,家電製品・自動車の計器の表示などに使用される。 耐久性もあり,節電・省エネ効果が期待され,特に家電製品に活用されて,大きな需要が生まれており,LEDチップの生産は急増している。 青色発光の発明者の一人が,在職していたに発明の対価を求めていた訴訟で2005年1月,東京高裁の判決では日亜化学工業側が約8億4000万円を中村に支払うことで和解が成立した。 職務発明についての発明対価として,日本では過去最高額となった。 2014年〈明るく省エネルギーな白色光源を可能にした効率的な青色発光ダイオードの発明〉の業績で,,,の三人がノーベル物理学賞を受賞した。 LEDと略記する。 構成する化合物によって,放出される光の波長(色)が変わる。 発光ダイオードは,低い動作電圧,高い,速い応答速度,長寿命,高信頼度という特長をもつほか,振動にも強く,小型にできるため,(表示灯),表示素子として広く利用されている。 また受光素子と組み合わせて,としても利用される。 1993年に実用化された青色発光ダイオードは,,指示器,交通信号など多くの分野で応用されている。 また赤,緑,青の光のがそろい,これらをすることで,の実現を可能にした。 白色発光ダイオードは 21世紀に入って急速に開発が進められ,省エネルギーと環境への配慮の観点から,特に器具の分野で発展した。 出典 ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典 ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典について の解説 半導体のpn接合に電流を流して光を放出させるようにしたダイオード。 英語の頭文字を並べてLEDともよぶ。 半導体ダイオードのpn接合に電流を流すと、n形半導体の電子がp形半導体域に、p形半導体の正孔がn形半導体域に拡散する。 これらの電子と正孔はそれぞれの領域にある正孔と電子と再結合するが、その際、半導体の禁制帯幅に応じたエネルギーに対応する波長の光を放出する。 この現象は注入型エレクトロルミネセンスとよばれるが、1907年にイギリスのラウンドH. Roundにより、炭化ケイ素に針を立てて電流を流すと発光する現象として観察された。 ついで1922年にソ連のローセフO. Losevにより再発見され、種々の材料について多くの研究がなされた。 今日の形のを用いた発光ダイオードは、アメリカRCA社でのローブナーE. Loebnerによる1957年からの開発により始められた。 化合物半導体を用いると、材料の組み合わせによって発光効率のよいヘテロ(異種金属接合)構造によるpn接合をつくることが容易で、短い任意の光波長の発光に適した禁制帯幅の広い半導体結晶を人工的につくることもできる。 発光ダイオードは通信用に赤外光、表示用に赤、橙 だいだい 、緑、青の各種の可視光のものが開発されている。 赤外用には光波長0. 88マイクロメートルのヒ化ガリウム(GaAs)を始め、最大1. なお、技術的に開発がきわめて困難とされていた青色発光ダイオードは、1993年世界に先がけ日亜化学工業(徳島県阿南 あなん 市)の中村修二(現カリフォルニア大学教授)が開発に成功、実用化したものである。 さらに、高輝度用としてダブルヘテロ接合のほか超格子構造により、インジウム窒化ガリウム(InGaN)、インジウムリン化ガリウム(InGaP)、インジウムリン化ガリウム・アルミ(InGaAlP)などが青色・緑色、黄色、赤色などの発光用に開発されている。 発光ダイオードは、赤、緑、青とも数カンデラと明るく、発光効率は白熱灯の数倍以上で、寿命も長いので、屋外用大画面ディスプレー、信号機、自動車用ランプなどへと用途を広げている。

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発光ダイオード

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近年、私たちの生活でも当たり前のように使われているLED。 東京都ではエネルギー消費量の3分の1を占める家庭部門の省エネ対策を推進していく為に、自宅で使われている白熱電球2個をLED電球1個に交換してくれる事業を実施していました。 「省エネ」という言葉がキーワードになっていますが、そもそもLEDとはどのようなものなのでしょうか。 そこで今回は、その特徴は?白熱電球との違いは?などLEDに対して疑問に感じている部分を分かり易く解説します。 LEDとは? 最近では、各家庭の電球をLEDにしていることは珍しいことではありません。 それでも、LEDとは一体何なのか?を理解している人は少ないのではないでしょうか。 まずは3つのアルファベットが何を表しているのかを確認していきましょう。 LED=発光ダイオード LEDとは 「Light EmittingDiode」の略で、日本語では発光ダイオードのことを意味します。 電圧を加えると光を発する特性を持っています。 LEDから放たれる色の種類はさまざまで、赤、黄、桃、青、緑、白といった各色を発光しています。 LEDの歴史 LEDと耳にすると「最近出てきたもの」といったイメージがありますが、実際にはそうではありません。 確かに一般家庭などで使われるようになったのは2005年以降ですが、その歴史は想像以上に深く、長きに渡って研究が続けられてきました。 元々は1962年にアメリカの研究者でもあるニック・ホロニアックが発明しました。 当時は赤色LEDのみの登場でしたが、その後は日本人を含めた多くの研究者によって次々と新たなLEDが発明されていきました。 LEDの発光原理 それでは、LEDはどのようにして光っているのでしょうか。 簡単に言ってしまえば、 LEDは電気を直接光に変化させるという発光原理を持っています。 じゃあ、どうやってどうやって電気を光に変換させているの?という疑問に辿り着くかと思います。 その秘密はLEDチップの構造にあります。 LEDチップには電気の(+)が動くP型半導体と(-)が動くN型半導体の2種類が使われており、これらを合わせて通電することによって(+)と(-)が衝突して接合面が発行しています。 LEDの特徴 東京都が実施しているLEDを交換する事業において、最大のキーワードとなるのは 「省エネ」です。 とは言っても、この言葉だけではLEDを使用するメリットを感じることができないかもしれません。 そこでLEDが持っている特徴をいくつかご紹介します。 寿命が長い 恐らくLEDと聞いて、一番に思い浮かぶ特徴が寿命の面ではないでしょうか。 LEDの寿命は極めて長く、製品や使い方などによっても多少の違いはあるものの、 20,000~60,000時間と言われています。 そのため、 ランプ交換が長期間交換不要となります。 そしてLEDの寿命はランプが不点灯になった瞬間ではなく、光束が一定値を下回った瞬間を基準値としています。 そのため、メーカーが提示している期待寿命よりも長時間点灯し続けることが、理論上では示されています。 消費電力が少ない 私たちの生活において、欠かせないのが電気です。 各家庭において、少しでも電気代を節約させようと工夫していることも多いのではないでしょうか。 最近では電力の自由化が始まり、電気代に対する考え方も変わってきています。 それでも普段の生活において、電気代を節約できることは限られてきますよね。 LEDを使用すれば、消費電力を最小限に抑えることができます。 これなら、経済的にも大きなメリットとなりますよね。 他の照明器具との違いは以下の通りです。 白熱電球と比べて約6分の1• 蛍光灯と比べて約2分の1• ハロゲンランプと比べて約6分の1• 水銀灯と比べて約5分の1 紫外線・赤外線の放出が少ない LEDは電気を直接光に変換させる仕組みとなっていることからも発熱量が少なく、 赤外線や紫外線をほとんど放出しません。 普段電気を使用する上で紫外線や赤外線の量を気にする人は少ないかもしれませんが、これによってさまざまなメリットを得ることができます。 まず紫外線が少ないということは、生鮮食品の劣化を助長しないことや衣服の色の変色を防ぐことに繋がります。 また熱源となっている赤外線が少ないということは、 電気に直接触れて火傷する危険性も軽減するなど安全性にも優れています。 LEDが使われている場所 現在、LEDはさまざまな場所で活用されています。 多くの一般家庭でも従来の電球から切り替えられていますが、LEDの特製を活かした使われ方をしている場合もあります。 その代表的な例を挙げるとともに、問題点も浮き彫りにしていきます。 信号機 LEDが使われる代表的な例が信号機です。 従来の「電球式」だと疑似発行や メンテナンスコスト、消費電力など、さまざまな課題が浮き彫りになっていました。 これらを解決してくれるのがLEDであり、多くの信号機で交換が行われています。 ただし、LED式信号機にもいくつかの欠点が挙げられます。 特に問題となっているのが色合いの違いです。 これに関しては信号機の国際基準範囲内となっていますが、人によっては色の見え方には違いが生じてしまうため、問題視されているケースもあります。 電飾看板 広告や宣伝のために看板を出すことがありますが、中でも電飾で光らせて目立つ電飾看板は見る人に強いインパクトを与えることが可能です。 しかしながら、 文字やイラストだけの看板とは違って、 ランニングコストが多くかかることがネックでした。 その代用品として利用されているのが LED看板です。 非常に明るく、昼夜に関係なく目立ちやすいのが特徴です。 またランニングコストも安く抑えることが可能です。 ただし初期費用が高くなってしまうところはデメリットと言えるかもしれません。 白熱電球との大きな違い LEDは明かりの世界において、「ろうそく」「白熱灯(電球)」「放電灯(蛍光灯)」に続く第4世代の明かりとして注目を集めています。 それでは従来、私たちの家庭などで多く使われていた白熱電球とはどのような違いがあるのでしょうか。 寿命 先述した通り、LEDを使用する大きなメリットは 寿命の長さです。 従来使われてきた白熱電球の寿命は約2,000時間程度なのに比べて、LEDの場合は20,000~60,000時間と言われています。 またLEDであれば、白熱電球のように寿命がくると突然切れる心配もありません。 寿命が長いということは 交換も長期間不要です。 仮にLEDの寿命が50,000時間だった場合、1日8時間使用して、理論上は17年間使用可能です。 対する白熱電球は交換までに約8か月と非常に短く、費用も結果的に高くなってしまいます。 点灯の応答性 電気を点けたり消したりするのに、余計なストレスは感じたくないですよね。 ただし従来型の白熱電球などの場合、熱を光に変換する発光原理であることからも、発光までの応答時間が長いという欠点が挙げられていました。 対する LEDの発光原理は電気を直接光に変えるものです。 そのため、 発光までに応答時間が非常に短く、スイッチをオンにすればすぐに電気を点けることができます。 この特性を生かして、人感センサーなど常に点灯させる必要のない照明器具でも多く使われています。 まとめ 私たちの生活において、身近な存在となりつつあるLED。 「省エネ」というキーワードが最初に思い浮かぶ人も多かったと思いますが、LEDを使用することで得られるメリットはそれだけではありません。 もちろん寿命が長く、消費電力も少ない特性を持っているため、経済的に節約を考えている人は導入を考えてみてはいかがでしょうか。 この記事に関連するワード: カテゴリ:.

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中村修二氏の職務発明訴訟に高額判決出る! 青色LED訴訟、200億円の判決 [マーケティング] All About

発光 ダイオード

【はじめに】 当ブログの内容における未検証項目につきまして、誤りがある点をいくつかご指摘頂いています。 誠に申し訳ないのですが、しばらく内容修正に取り掛かれないうえ、ブログを閉鎖することも今のところは考えていないので、内容に関しては「間違っている箇所もある」と思って頂けると幸いです。 LEDの正式名称は発光ダイオード。 つまり、光るダイオードということ。 ダイオードの特性は電流を一方向にしか流さない事が有名で、 LEDもアノード・カソードという電流を流す向きが設定されています。 二本生えている足のうち、長いほうがアノード、短い方がカソード。 電流はアノードからカソードへ流れます。 スポンサーリンク Contents• LEDの種類 LEDは発光する色とサイズで数種類存在しています。 エフェクターで一番多く使われているのが3mmの赤色LED。 数年前まではModされたエフェクターにはよく青色LEDが使われていてクールな印象を受けました。 最近は紫のものやピンク、黄色、緑などなど色味にも自由度が増え、またサイズも視認性の高い5mmサイズのものも出回り、エフェクターのビジュアル的なキャラクターを作るのに一役買っています。 これはだいぶ昔に作ったRustDriverのコピー品です。 5mmの紫色LEDを使用しました。 (装飾品として5mmのLED用のメタルホルダーを使っています) チキンヘッドノブと無骨なケースと相まって、どことなく色気があります。 (自画自賛) LEDの点灯のさせ方 LEDの配線は上図の通りです。 VEEは電池とか電源だと思ってください。 その為LEDが点灯しないことになります。 スイッチをONにすると、LEDを抜けた電流はそのままGNDに流れます。 エフェクターなどの回路の場合、GNDがそのまま電源のマイナス側に接続されているので、電流が回路を回る事ができるようになります。 するとLEDを流れる電流も電源の電力が失われるまでは流れ続ける為、点灯する事になります。 回路上の抵抗の役割について この回路を初めて見た時、 「こんなややこしくしないで、直接電池とLEDを繋げばいいんじゃない・・・?」って思った方も多いのではないでしょうか。 僕もそのくちです。 そう思う方は、一度自分の欲望の赴くままに試してみる事をオススメします。 一瞬まばゆい光がパァッと光ったかと思うと、 二度と光ってくれなくなるでしょう。 LEDを一つ犠牲にする代わりに、大切な何かを学べるということです・・・。 これは回路に流れる電流が大きすぎて、LEDを焼ききってしまった状態と言えます。 LEDはだいたい20~30mA以上の電流が流れると壊れてしまうもの。 その為、普通はこのように直前に抵抗をかませて、電流の量を制限してあげる必要があるんです。 LEDの色や性能によってバラつきはありますが、LEDには動作電圧が表記されています。 LEDのアノード側とカソード側の電圧差がこの動作電圧より低ければ、LEDは動作しない=点灯しないということです。 また、LEDには最大で許容できる電流量も設定されているので、流れる電流もそれより小さな値にしなければなりません。 つまり、LEDにかかる電圧が動作電圧以上かつ、LEDに流れる電流が最大で許容できる電流未満になるように抵抗を設定するということです。 LEDにかませる抵抗値の例 例として動作電圧が1. 7V、最大許容電流が20mAのLEDで考えてみます。 たいていのLEDはこんな感じの値です。 LEDのカソードが0V(たとえばアース)に接続されている場合には、動作電圧をクリアするために、アノード側に1. 7V以上の電圧をかける必要があります。 006P角電池やパワーサプライが持つ電圧の「9V」そのままでも動作電圧はクリアしていますが、このままだと許容できる最大電流をオーバーしてしまい、LEDを壊してしまうため、回路に抵抗をかませていきます。 この時の抵抗によって電圧降下が起きたとしても、LEDのアノード側に1. 7Vの電圧がかかっていればOKということです。 (つまり、抵抗によって7. 3Vまでの電圧降下なら起きてもOKということ) 逆にLEDのアノードが9Vと直接つながっているのであれば、カソード側の電圧が7. 3V以下になるように抵抗をかませればOK。 (LEDの後ろ側の抵抗(または回路)によって7. 3Vまでの電圧降下ならOKということ) さらには、流れる電流が20mA程度で壊れてしまう前提なので、LEDを流れる電流は20mA(0. 002A)より小さい値である必要があります。 そこで、仮にLEDを流れる電流を10mA(0. 001A)と設定します。 一本道の回路を流れる電流の値は一定なので、LEDを流れる電流が10mAなら、抵抗を流れる電流も10mAです。 10mAの電流が流れるときに7. 3V電圧降下する抵抗の値(R)は、以下のように求められます。 そういう人は、ブレッドボードやみのむしクリップを使ってテストしてみれば一発。 極端に大きい抵抗でなければ、点灯してくれるはずです。 ちなみに僕はどこかのサイトでみた4. 9Vの電源回路において抵抗とLEDの合成抵抗値を4. 8mA・・・。 これでも十分にLEDが光ってくれていることを考えると、電流値はそこそこ小さくても大丈夫なのかもしれないです。 光らせる以外の用途 LEDというと、光らせてナンボみたいなイメージがありますが、エフェクターの内部回路にも使われていたりします。 有名なランドグラフのオーバードライブは、内部回路のアンプ部で増幅された信号のフィードバック回路にLEDがかませてあります。 MarshallのGuv'norなんかもアウトプット付近で回路にLEDが使われていました。 これはクリップ回路と呼ばれ、音の波形を切り取って歪ませる役割をもっています。 なぜLEDでひずみ(ディストーション)が作れるのかというと、「LEDがダイオードの1種だから」ということで説明がつきます。 ダイオードは一方向にしか電流を流さない特性ばかりに着目されますが、それ以外にも「特定の電圧以上の時だけ電流を通す」という特性があるんですね。 なのでその「特定の電圧以上だけ」をGNDに流してやれば、残った部分のみがアウトプットに出てきます。 図のようになめらかな曲線の波形の山を切り取ることで、アウトプットに現れる波形を台形、または四角い波形にすることができるわけです。 この四角い波形こそがオーバードライブ・ディストーション時の音の波形であり、 ダイオードを使って疑似的にこの波形を作ってあげることで、結果的に音がディストーションすることになるわけです。 ダイオードクリップに関しては以下の記事も参考にしてみてください。 [参考] - -.

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