やさしい電子工作

　LEDは、p型半導体（ホールが多い半導体）とn型半導体（電子が多い半導体）を接合したp-n接合で作られている。 電圧をかけるとホールと電子はp-n接合に向けて移動し、結合して消滅する。このとき電子がエネルギーの高い状態から低い状態に移り、エネルギーが光として放出される。

　 　

　電子工作で使う砲弾型LEDの構造の詳細は、my-craftのホームページを参照、下記の図も引用。

回路図

　 　 　

　LEDを光らせるには、LEDのアノードを電源プラス側、カソードを電源のマイナス側に、電圧をかける。 LEDが光る方向を順方向呼び、かける電圧は一定の大きさにならないと発光しない。超えた途端に発光に必要な大きな電流が流れLED が点灯する。LEDを光らせるために必要な電圧を順方向電圧(順電圧、VF)と呼ぶ。そのとき流れる電流（順方向電流）はIF

下にあるLEDのカタログのLEDのVFは2.0V、IFは20mA、最大電流は30mA。最大電流を超えるとLEDは壊れてしまう。

電流を下げるために回路に必ず抵抗を入れる。

使う抵抗の値はオームの法則により計算する。
　　　オームの法則　　電圧(V) = 電流(A) x 抵抗(R)　　　　　 R = V/A

上の図を回路図で描くと下の図になる。
Eは乾電池２個で3V、VFは2.0V、Aは20ｍA(0.02A)なので
抵抗の値は、(3-2)/0.02 = 50 Ω（オーム） 50Ω以上の抵抗を使う

　 　

　LEDは、p型半導体（ホールが多い半導体）とn型半導体（電子が多い半導体）を接合したp-n接合で作られている。 電圧をかけるとホールと電子はp-n接合に向けて移動し、結合して消滅する。このとき電子がエネルギーの高い状態から低い状態に移り、エネルギーが光として放出される。

　 　

　ブレッドボード上で配線して、抵抗を変えて見よう
　　　抵抗が100Ωのとき　A = (3-2)/0.1= 10mA　　　抵抗が330Ωのとき　A = (3-2)/0.33= 3mA　　
　　　抵抗が1KΩのとき　A = (3-2)/1= 1mA

　 　

　ブレッドボード上の配線図は、Fritzingというアプリで描ける。
実際に配線する前にFritzingで配線図を描くと配線を頭に入れて理解するのに良いでしょう。
Raspberry Pi OSなどのLinux系OSでは無料で端末で

　　$sudo apt install fritzing

でインストールできる。
FritzingのWindows版は有料でhttps://fritzing.org/download/）からダウンロードする

Fritzingの画面