LED 陣列：一個電阻器還是多個？

電子設計中常見但不那么令人興奮的方面之一是選擇合適的電阻值來限制通過無處不在的小指示燈（稱為 LED）的電流。該過程并不是特別復雜——我們假設 LED 兩端的壓降恒定，然后進行一些數學計算以確定能夠為我們提供所需正向電流的電阻。

電子設計中常見但不那么令人興奮的方面之一是選擇合適的電阻值來限制通過無處不在的小指示燈（稱為 LED）的電流。該過程并不是特別復雜——我們假設 LED 兩端的壓降恒定，然后進行一些數學計算以確定能夠為我們提供所需正向電流的電阻。
恒壓假設與實際情況完全不符，但我們沒有采用它，因為通常我們不介意 LED 電流是否略高于或低于預期。
但是，當我們處理集成到單個封裝中的 LED 陣列時，恒壓假設就失效了——例如，七段顯示器。它讓我們失望，因為它導致了一個難題：如果我們假設設備中所有 LED 的壓降恒定（且相等），我們可以僅用一個限流電阻驅動整個顯示器。然而，似乎每個人都決定為每個 LED 使用單獨的電阻器。
考慮以下電路，它表示一個封裝中具有三個共陰極 LED 的器件。

假設每個 LED 的正向電壓 (V F ) 為 1.6 V。如果我們向每個引腳施加 5 V 驅動信號，則共陰極電壓為 3.4 V，則通過電阻器的電流為 10.3 mA。因為每個 LED 都有相同的壓降，我們假設它們有相同的電流，所以每個 LED 的正向電流 (I F ) 為 3.4 mA。大功告成——為什么要費心使用三個電阻器呢？
這里有兩個問題：首先，壓降不是恒定的。其次，我們不能假設三個 LED 具有完全相同的電流-電壓特性。
通過 LED 的實際電流由指數關系決定，例如：

注意兩點：
? 一旦 LED 處于完全導通狀態，V F可被視為近似恒定，因為即使 I F大幅增加也對應于 V F的微小變化。
? 在指數曲線斜率快速增加的區域，V F的小變化對應于 I F的大變化。
現在讓我們假設其中一個 LED 的電流-電壓特性相對于其他兩個 LED 向左移動。

當施加電壓時，這個麻煩的 LED 將在 V F = 1.3 V 時進入完全導通狀態，并且由于所有 LED 共享一個陰極，因此這個 LED 會將其他 LED 上的電壓限制在 1.3 V。這是一個問題因為對于其他兩個 LED，1.3 V 僅對應少量電流。
這里的要點是，您通常不想只使用一個限流電阻，因為您無法確保 LED 均等地共享電流；此外，一個 LED 可能會比其他 LED 獲得更多的電流。
然而，包含在單個封裝中的 LED 應該表現出相當一致的電流-電壓特性（除非它們是故意不一致的，例如 RGB LED 模塊）。因此，單個限流電阻可能在許多應用中提供足夠的性能——但請記住考慮功耗！功率與電流的平方成正比，如果您需要，例如，八個 LED 都以顯著亮度工作，則通過單個電阻器的電流會變得非常大。
除了單電阻器方法帶來的不便的高功率耗散之外，底線是每個 LED 的單獨電阻器是驅動 LED 陣列的方式。