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17.(発光ダイオードを含む直流回路〉 大量
最近では高輝度なフルカラーの大型ディスプレイ
が街の至る所で見られている。これは赤·緑·青の
光の3原色の発光ダイオード (LED) を使い,これ
らの発光色を足しあわせることによって実現される。
ここでは赤色LED1と緑色LED2の2種類を考
える。これらを同じ強度で光らせると黄色の発光が
観測される。
図1はLED1とLED2の電流-電圧特性をそれ
2れ表す。ここでは電流が流れればLEDが発光し、
その発光強度は種類によらず, 消費電力に比例する
ものとする。ただし, LEDに流せる電流はともに
1.0Aまでとし, それをこえるとLED が壊れてしま
1.2
I=1.2-0.40V LED1; LED2]
1
0.8
0.2
0
0
電圧 V(V)
図1
う。
(A] 図2は2個の LEDを起電力カEの電池と抵抗値rの
2個の抵抗で並列につないだ電気回路である。 ここで電
池の内部抵抗は考えないものとする。LED1と2の両
端に加わる電圧をそれぞれ Vi, V2, 流れる電流をそれぞ
れL, Iaとする。
(1) EをIムと Viとrを用いて表せ。
次に E=3.0V, r=2.5Ω とすると, IL[A] と
Vi[V] は Iム=1.2-0.401Vi の関係式となり, 図1の直線で表される。この場合, LED1
の曲線と直線の交点がLED1に流れる電流とその両端の電圧になる。
(2) LED1に流れる電流I」[A] を求めよ。
(31 LED2に加わる電圧 V2[V]を求めよ。
(4) LED 2 の消費電力を求めよ。
(5) LED1の発光強度は LED2の発光強度の何倍か求めよ。
(B] [A] の場合に合成した2色の LEDの発光色は赤色の成
分が多いので, 黄赤色の LED発光であった。次に緑色成分の
多い黄緑色のLED発光色を実現するために, 図3のように
LED1と LED2を直列に接続し, 電池を 8.0Vにした。また,
抵抗は LED が壊れないように取りつけた。
'LED が壊れないための抵抗値r[Q] の最小値を求めよ。
最初に,図1からわかるように電流が流れている場合には
LED1に加わる電圧 1V4[V] と LED2に加わる電圧 V2[V]の間には V2=Vi+1.0 の関
係がある。ここで r=2.5Ω とする。
スル
E-
250 2.52
Vi
V。
LED1
LED2
図2
10.44
LED1
V V
E
8.0V
LED2
図3
の回路を流れる電流Iと電圧 1V.の関係式を求めて, 図1にそのグラフをかけ。
WLED2に流れる電流を求めよ。
9 LED2の発光強度は LED1の発光強度の何倍か求めよ。
(20 大阪工大)
d,H
電流IA
