ทำไม RGB LED ส่วนใหญ่จึงถอดขั้วบวกทั่วไปแทนขั้วลบทั่วไป?

ทำไม RGB LED ส่วนใหญ่จึงถอดขั้วบวกทั่วไปแทนขั้วลบทั่วไป?

เหตุผลทั่วไปของแอโนดนั้นพบได้บ่อยกว่านั้นก็เพราะว่ามันง่ายกว่าที่จะจมกระแสมากกว่าที่จะมาหามัน ด้วยขั้วบวกทั่วไปหรือแคโทดทั่วไปคุณจะมีขั้วต่อหนึ่งตัวเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายไฟสำหรับ LED ทั้งหมดและอีกด้านหนึ่งมีตัวต้านทานหยดและทรานซิสเตอร์ควบคุมต่อขา (หรือเอาท์พุท IC ที่ทรานซิสเตอร์ภายใน) ทั้งการจมหรือการจัดหา ปัจจุบัน

โดยทั่วไปแล้วทรานซิสเตอร์ NMOS / NPN จะแข็งแกร่งกว่าทั่วไปโดยทั่วไปจะแยกออกจากกันและดีกว่าในการจมกระแสมากกว่าการจัดหา คุณต้องการทรานซิสเตอร์ PMOS / PNP ไปยังแหล่งจ่ายกระแส (ดึงขึ้น) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่พวกเขาจะยังคงอ่อนแอในการหาแหล่งจ่ายมากกว่า N-transistor ที่เทียบเท่าจะจมลง ดังนั้นทางออกที่ดีที่สุดคือการเชื่อมต่อขั้วบวกทั่วไปเข้ากับแหล่งจ่ายไฟเชิงบวกและกระแสไฟจาก LED แต่ละตัวโดยใช้ทรานซิสเตอร์ NMOS

ไอซีรุ่นเก่านั้นเคยออกแบบมาโดยเฉพาะโดยใช้ทรานซิสเตอร์ N เพื่อเหตุผลด้านความเร็วดังนั้นจึงดีกว่าในการหาแหล่งจ่ายกระแสมากกว่าจม นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับตรรกะ TTL ที่ใช้ในชิปซีรีส์ 74LS (ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นชิปอินเตอร์เฟซ) 74LS00 ถูกกำหนดให้จม 4-8mA แต่แหล่ง 0.4mA เท่านั้น

วงจรรวม CMOS แบบสมัยใหม่มีความสมมาตรมากกว่า (ATMEGA328 ใน Arduino สามารถกำเนิดหรือจม 20mA) เนื่องจากพวกเขาใช้ PMOS ที่ใหญ่กว่า NMOS เพื่อสร้างสมดุลระหว่างความแตกต่างพื้นฐาน

แก้ไข (ข้อมูลเพิ่มเติม): หากในอีกทางหนึ่งคุณกำลังสร้างเมทริกซ์คุณจะต้องมีทั้งแหล่งจ่ายกระแสและทรานซิสเตอร์ซิงก์ ในกรณีนี้วิธีที่ดีที่สุดคือการมีอุปกรณ์เพิ่มเติมในแคโทดทั่วไปและน้อยกว่าในแอโนดทั่วไป ความคิดที่นี่คือการมีอุปกรณ์ NMOS ไขมันน้อยจมกระแสไฟ LED จำนวนมากและแหล่งที่อ่อนแอ (หมุด I / O) ขับ LED แต่ละสองไม่กี่ แน่นอนกับแถบขั้วบวกทั่วไปคุณสามารถใช้อุปกรณ์ PMOS ไขมันเกินไป

ฉันสามารถแนะนำเหตุผลสองประการว่าทำไมจึงนิยมใช้ขั้วบวก:

1. การเดินสายที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น สายไฟที่เสร็จสมบูรณ์วงจรสำหรับอุปกรณ์ระยะไกลมักจะต้องเดินทางระยะทางผ่านเงื่อนไขที่เครียดกลไก มันจะดีกว่าถ้าลวดนั้นเป็นแรงดันกราวด์มากกว่าแรงดันไฟฟ้าบวกดังนั้นถ้ามันลัดวงจรไปที่ตัวเครื่องหรือสายไฟอื่น ๆ จะมีอันตรายน้อยกว่า

   เมื่อรวมกับการใช้แหล่งจ่ายไฟแรงดันบวกมากกว่าเชิงลบจะทำให้ขั้วแคโทดสำหรับ LED เป็นที่นิยม

2. ทรานซิสเตอร์ NPN ง่ายต่อการผลิตมากกว่า PNP ทรานซิสเตอร์ NPN (ในซิลิคอน) มีอัตราส่วนราคา / ประสิทธิภาพที่ดีกว่าทรานซิสเตอร์ PNP ดังที่อธิบายไว้ในบทความแบบสุ่มที่นี่: [ทำไมทรานซิสเตอร์ NPN จึงเป็นที่ต้องการมากกว่า PNP?] ( http://www.madsci.org/posts/archives /2003-05/1051807147.Ph.r.html ) มันเป็นการกำหนดค่าการสลับและการขยายที่เป็นไปได้กับ BJT แต่ละประเภทซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแรงจูงใจในการกำหนดค่าแรงดันไฟฟ้าเชิงบวก

   และเพื่อวัตถุประสงค์ในการสับเปลี่ยนจำเป็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์ BJT ในการกำหนดค่าตัวปล่อยทั่วไปซึ่งสำหรับ NPN ที่ใช้กับแหล่งจ่ายไฟบวกหมายถึงการสลับด้านต่ำ (แคโทด) ของ LED

ฉันไม่สามารถหาเหตุผลที่ชัดเจนแต่ฉันเจอ:

มันเป็นความขัดแย้งและเทคนิคการออกแบบของฉันในการจมกระแสที่เป็นไปได้มากกว่าที่จะเป็นแหล่งที่มาดังนั้นฉันจึงชอบขั้วบวกทั่วไปทุกที่ที่เป็นไปได้สำหรับหน้าจอและอุปกรณ์ขับเคลื่อนอื่น ๆ และฉันเขียน เหตุผลที่ชัดเจนในแผ่นข้อมูลส่วนใหญ่ที่อุปกรณ์ส่วนใหญ่สามารถจมได้มากกว่าที่พวกเขาสามารถแหล่งที่มา

- EEng ( แหล่งที่มา )

อาจเป็นไปได้ว่าข้อได้เปรียบเล็กน้อยที่ทำให้ข้อเสนอในปัจจุบันมีมากกว่าการจัดหาอุปกรณ์ส่วนใหญ่ทำให้ผู้ผลิตมักจะออกแบบจอแสดงผลในการกำหนดค่าขั้วบวกทั่วไป

จากประสบการณ์ของฉันมันง่ายกว่าที่จะเปลี่ยนด้านลบ

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากจะมีข้อกำหนดด้านแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน เมื่อคุณเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเป็นจำนวนมาก (ตัวอย่างเช่น LED หรือ LED strip และไมโครคอนโทรลเลอร์) พวกเขาจะมีพื้นดินทั่วไป แต่มีแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าส่วนใหญ่จะมีกราวด์ร่วมอินพุตแรงดันสูงและเอาต์พุตแรงดันต่ำ

ในการสลับแคโทด (หรือกราวด์หรือด้าน 0 V) ​​คุณสามารถใช้ระดับตรรกะ n-channel MOSFET สิ่งนี้จะต้องใช้เกตเพื่อไปที่โวลต์สองสามโวลต์ที่สูงกว่า 0 V เพื่อให้ทรานซิสเตอร์เปิดและปิด 0 โวลต์ โดยทั่วไปจะเป็นเรื่องง่ายสำหรับตัวควบคุมขนาดเล็กซึ่งไปที่ 3.3 หรือ 5 V.

ในการสลับขั้วบวก (หรือด้านบวก) สำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า (กล่าวคือ 12 V) คุณจะต้องใช้ระดับ p-channel MOSFET แบบลอจิก คุณต้องจัดหาช่วง 0 V ถึงโวลต์ให้ต่ำกว่าระดับอุปทาน (12 V) ซึ่งหมายความว่าคอนโทรลเลอร์ไมโคร 3.3 V หรือ 5 V ไม่สามารถควบคุมทรานซิสเตอร์ได้โดยตรง แต่คุณต้องเพิ่มอุปกรณ์เพิ่มเติมเช่น MOSFET แบบ n-channel และตัวต้านทานบางตัวหรือ opto-isolator และตัวต้านทานบางตัวและอื่น ๆ ตัวเลือกอื่น ๆ จะต้องมีแรงดันไฟฟ้าเป็นบวกทั่วไปของ 0V และมีแรงดันลบเป็นลบ (ดังนั้น -3.3 หรือ -5 V สำหรับตัวควบคุมขนาดเล็กและ -12 V สำหรับไฟ LED) แต่คุณต้องแน่ใจว่า แรงดันไฟฟ้าเชิงลบไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรง

ดังนั้นการสลับแคโทดจึงง่ายกว่ามาก

เนื่องจากคุณต้องการควบคุมสีแยกกันทำให้การมีแอโนดทั่วไป (และแคโทดแต่ละอัน) เป็นวิธีที่ง่ายกว่าในการสลับ

มือที่มองไม่เห็นของตลาดเสรีอาจย้ายทั้งผู้ผลิตและผู้บริโภคไปยังขั้วบวกทั่วไปเพียงเพราะผู้คนจำนวนมากซื้อขั้วบวกทั่วไป เกือบจะเหมือนกับทฤษฎีกำเนิดของเผ่าพันธุ์ดาร์วิน สัตว์สองตัวไม่สามารถครอบครองซอกเดียวกันได้ ทำไม AC ถึงชนะ DC ทำไม VHS ถึงชนะ Betamax Generic Flash MP3 players เทียบกับ Zune กับ iPods? เพราะเป็นที่ชื่นชอบมากกว่าคนอื่น ๆ และผู้ผลิตตามหลังชุดสูท

แถบ LED แตกต่างจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปเนื่องจากมีผู้ซื้อโดยตรงและผู้บริโภคซื้อมาก และผู้ผลิตสินค้าจำนวนมากที่คัดลอกข้อเสนอเริ่มต้นจะผลิตเฉพาะสิ่งที่ทำกำไรได้

ผู้ผลิตเห็นผู้บริโภคซื้อขั้วบวกทั่วไปจึงผลิตได้มากขึ้น ผู้บริโภคเห็นขั้วบวกทั่วไปพวกเขาซื้อมากขึ้น ไก่หรือไข่ผลลัพธ์ที่ได้ก็เหมือนกัน