¿Cómo calculo la caída de voltaje en un diodo o compuerta?

Una cosa clave para entender en electrónica es que a veces tenemos que hacer cálculos precisos. A veces las aproximaciones crudas están bien. A veces comienzas con aproximaciones crudas y luego refinas las cosas basándose en medidas o en iteraciones desde tu primera solución bruta.

Para una primera aproximación, asumimos que el voltaje a través de un diodo conductor es fijo independientemente de la corriente. Esto no es estrictamente cierto, pero es lo suficientemente cercano para nuestros propósitos.

Entonces, si coloca dos diodos en paralelo, el voltaje a través del par será muy similar al de un solo diodo. La forma en que se dividirá la corriente entre los diodos es difícil de predecir, dependerá en gran medida de la variación de fabricación en los diodos. Esta es la razón por la que, cuando se operan los LED en paralelo, es recomendable utilizar una resistencia de serie separada para cada uno.

Una vez que introducimos resistencias, las resistencias configuran en gran medida la corriente en cada rama.

A una primera aproximación, suponemos que la batería produce un voltaje fijo, esto tampoco es estrictamente cierto, de hecho es probablemente menos cierto que las suposiciones anteriores sobre los diodos.

La primera decisión de diseño que debemos hacer es qué corriente queremos a través de los LED. Un indicador LED típico se iluminará de forma aceptable a 5 mA y no se dañará con 20 mA. Entonces, si aspiramos a 10 mA, no importa si nuestros cálculos están desactivados.

La siguiente decisión de diseño que debemos hacer es qué voltaje de batería utilizar. Supongamos que está utilizando una cadena de células AA alcalinas regulares a 1,5 V cada una. 3V claramente no es suficiente. 4.5V es apenas suficiente, pero deja muy poca caída de voltaje en las resistencias, lo que hace que el circuito sea más sensible a las variaciones en la batería y los diodos. 6V es probablemente sensible.

Ahora podemos empezar a hacer algunos cálculos. Vamos a ver que sus valores para la caída de voltaje de los diodos y los LED son correctos (me parecen un poco altos).

Entonces, los diodos normales caen 1.1 V, los LED bajan 2.2 V, lo que deja 2.7 V para las resistencias en serie con los LED.

$$ R = V / I = 2.7 / 0.01 = 270 \ Omega $$

El tercer reistor realmente no sirve para ningún propósito útil, simplemente hace que el circuito queme más energía.

Por cierto, si desea saber qué corriente está fluyendo realmente en una resistencia de valor conocido, a menudo es mejor medir el voltaje en la resistencia y calcular la corriente. Insertar un amperímetro a menudo agrega mucha resistencia adicional al circuito, lo que está tratando de medir.

(Estoy intentando responder mi propia pregunta. Siéntase libre de comentar con los errores que seguramente cometí).

Suposiciones absurdas: un diodo normal cae 1.1V y un LED baja 2.2V. Esta información se obtuvo de la información del producto en Digi-Key (No estaba planeando comprar desde allí, no sé si se venden en pequeñas cantidades como 5-10, solo necesitaba las especificaciones :)) del sitio web. Estoy seguro de que mis suposiciones son erróneas.

Según Diodos en paralelo o en serie , "Diodos en paralelo con la misma polaridad no se comporta de manera diferente a un solo diodo ". Lo que significa que con, por ejemplo, una fuente de alimentación de 6V y una caída de voltaje de diodo de 1.1, el voltaje en la salida de la compuerta OR será de 4.9V.

Sabiendo eso, la resistencia necesaria para que las resistencias paralelas limiten el voltaje a 2,2 V para los LED sería de 270 ohmios cada uno con una fuente de alimentación de 6 V.