LEDに低い電圧をかけた場合

質問

手持ちの青色LED（電圧降下は約３.7V）に3Vの電圧を加えたら光りました。その後並列接続で赤色LED（電圧降下1.7V）を２本加えていきましたら赤色LEDの明るさは一定でしたが青色LEDの光は段々と弱くなっていきました。この時どのような現象が起きているのでしょうか？

回答No.3

sailor · ベストアンサー

電源の電圧は並列につないだときも、単独のときも同じ電圧でしたか？
乾電池等でテストを行ったのであれば電池の内部抵抗で、並列接続で消費電流が増えたために、わずかではあっても、電圧が下がっていることが考えられます。精度のよい（少なくと10ｍV程度の分解能のある）電圧計をつないでテストしてみれば確認できます。

青色LEDのみが暗くなった件に関しては、青色LEDの方が、要求電圧が高く、3Vではもともとギリギリの状態で光っていたため、わずかな電圧降下でも大きく変化が現れたのでしょう。赤色のLEDの方も計測器を用いて照度を測れば変化が起こっているものと思われます。

人間の感覚と言うのは光にしろ音にしろ、そのエネルギーの大きさとは正比例の関係にはならず、等比級数的に変化をかんじる傾向にあります。これを今回の実験に当てはめてみると、弱い光の領域ではわずかな変化を大きく感じ、ある程度強くなってくるとその変化に対する感じ方が弱くなる傾向にあるんのです。たとえば、AとBと言う光源があり、BはAの２倍の明るさに見えたとします。ここにCと言う光源を持ってきてAの３倍の明るさに見えるように使用とすると、実際にはCはAの明るさの３倍では３倍の明るさには見えずに９倍の明るさにしなければならないといったようにです。青色LEDの弱い光では変化をはっきり感じられても、ある程度明るく光っている赤色LEDではこのような目の特性のため感じられないと言うことが起こります。

お礼

回答ありがとうございました。考えて見れば電池の電圧もV=IRなので取り出す電流が増えましたら電圧も下がっていますね。

回答No.5

chie65536（@chie65535）

LEDは「順方向降下電圧を超えた瞬間、いきなり電流量が激増し、それと共に発光し始める」ようになっています。

この時「発光に必要な電流量」を「駆動電流」と言います。

並列に接続すると、どのLEDにも同じ電圧がかかり、電圧が順方向降下電圧を超えていれば、LEDは発光しようとします。

しかし、並列では、各LEDの電流量が下がるので、駆動電流が高いLEDのみ、電流が足りずに発光が弱まります。

一般に、赤色LEDよりも青色LEDの方が「駆動電流が大きい」ので、より多くの電流を必要とします。

従って、電流量が全体的に不足していた場合は、青色から先に発光が弱くなっていきます。

お礼

回答ありがとうございました。駆動電流についても調べてみることにします。

回答No.4

86tarou

明るさは順電流に比例し（順電流対輝度特性グラフ参照）、順電流は順電圧で決まります（順電流対順電圧特性グラフ参照）。同じ低い電圧を掛けても、赤色２本直列より白色ＬＥＤの方が高い電圧が必要であったということです。段々と暗くなったのは、白色ＬＥＤは消費電力が大きいので熱を出し、温度が上がることによって順電圧が下がったためだと思われます（周囲温度対順電圧特性グラフ参照）。この辺りは、データーシートのグラフからも読み取ることが出来るでしょうか。

お礼

回答ありがとうございました。グラフを参照してみることにします。

回答No.2

tadys

光が弱くなったのはLEDに流れる電流が減ったからです。
電流が減ったのは電源電圧が低くなったからです。
電源電圧が低くなったのはLEDを追加した為に電源から取り出す電流が増えたからです。
赤色LEDの明るさが減らないのは電源電圧の低下に対して余裕が有るからです。（3.7Vと1.7Vの差による）

電流をたくさん流しても電圧が変わらないような電源を使えば明るさは変化しません。

お礼

回答ありがとうございました。色々な実験をして試してみることにします

回答No.1

aokii

赤色LEDより青色LEDに流れる電流が少なくなったということでしょう。明るさはLEDに流れる電流で決まります。

補足

LEDの順方向電圧は一定で並列接続なので流れる電流は一定ではないでしょうか？現に赤色LEDは一つでも二つでも明るさは変わりませんでした。変わったのは青色LEDだけです。