Ένα κύκλωμα LED είναι οποιοδήποτε κύκλωμα ηλεκτρικής ισχύος που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία διόδων εκπομπής φωτός ή LED. Στην απλούστερη μορφή του, ένα κύκλωμα LED περιλαμβάνει μια πηγή τάσης, μια αντίσταση για τη μείωση της τάσης και ένα LED. Το κύκλωμα LED μπορεί να περιέχει και άλλα εξαρτήματα, όπως διακόπτες και αισθητήρες, αλλά αυτά δεν επηρεάζουν τις βασικές αρχές που σχετίζονται με την τροφοδοσία ενός LED.
Τα LED είναι φθηνά, αξιόπιστα, στιβαρά και ενεργειακά αποδοτικά. Το κύκλωμα LED έχει γίνει ένα κοινό χαρακτηριστικό σε ηλεκτρονικές συσκευές, αυτοκίνητα και συσκευές, όπου χρησιμεύουν ως ενδεικτικές λυχνίες και για μικρό φωτισμό. Έχουν αναπτυχθεί μεγαλύτερα LED που έχουν οικιακές εφαρμογές και αναμφίβολα θα γίνουν πιο σημαντικά στο μέλλον, αλλά αυτή η συζήτηση θα επικεντρωθεί στα στοιχεία ενός κυκλώματος LED όπως ισχύει για μικρότερα LED.
Τα LED είναι απλές δίοδοι στερεάς κατάστασης. Μια δίοδος είναι μια συσκευή που επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να ρέουν μόνο προς μια κατεύθυνση παρεμβάλλοντας ένα κομμάτι ημιαγωγού υλικού στη διαδρομή του ρεύματος σε αυτό που είναι γνωστό ως διασταύρωση. Στα LED, αυτό το ημιαγώγιμο υλικό υφίσταται ειδική επεξεργασία για να εκπέμπει φωτόνια φωτός όταν το ρεύμα διέρχεται από αυτό. Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από το LED προς τη σωστή κατεύθυνση, λέγεται ότι είναι πολωμένο προς τα εμπρός και το υλικό ημιαγωγών στη διασταύρωση λάμπει.
Όταν η ροή του ρεύματος αντιστρέφεται, μια κατάσταση γνωστή ως αντίστροφη πόλωση, δεν ρέουν ηλεκτρόνια μέσω του ημιαγώγιμου υλικού και δεν εκπέμπεται φως. Η υπερβολική τάση αντίστροφης πόλωσης θα βλάψει εύκολα τη διασταύρωση, επομένως αυτή η τάση αντίστροφης διακοπής πρέπει να προστατεύεται. Για το λόγο αυτό, το συνεχές ρεύμα προτιμάται από το εναλλασσόμενο ρεύμα για την τροφοδοσία LED, καθιστώντας τις μπαταρίες ιδανικές πηγές ενέργειας.
Η υπερβολική τάση πόλωσης προς τα εμπρός μπορεί επίσης να βλάψει τη διασταύρωση LED, επομένως χρησιμοποιείται σχεδόν πάντα μια αντίσταση για τη μείωση της τάσης στη συσκευή. Οι λυχνίες LED βαθμολογούνται από τον κατασκευαστή τόσο όσον αφορά την έλξη ρεύματος όσο και την πτώση τάσης αντίστασης υπό μπροστινή πόλωση ή Vf, και αυτά πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την επιλογή μιας αντίστασης για ένα κύκλωμα LED. Η τιμή της απαραίτητης αντίστασης μπορεί να υπολογιστεί αφαιρώντας την πτώση τάσης αντίστασης του LED από την τάση τροφοδοσίας και διαιρώντας τα αποτελέσματα με την αναγραφόμενη τιμή ρεύματος του LED.
Ο κίνδυνος αντίστροφης τάσης διάσπασης καθιστά κρίσιμο το LED να τοποθετηθεί στο κύκλωμα LED με τη σωστή πολικότητα. Τα LED επιτρέπουν στα ηλεκτρόνια να περάσουν από τις κάθοδοι τους στις ανόδους τους, επομένως τα LED πρέπει να είναι καλωδιωμένα έτσι ώστε οι κάθοδοι τους να συνδέονται στον αρνητικό πόλο του τροφοδοτικού και οι άνοδοι τους στη θετική πλευρά. Οι κατασκευαστές υποδεικνύουν την πολικότητα της λυχνίας LED με διάφορους τρόπους, κυρίως κάνοντας το καλώδιο καθόδου πιο κοντό, επίπεδο, μαύρο ή ισιώνοντας ή τραβώντας την πλευρά της καθόδου της θήκης LED.
Το τυπικό κύκλωμα LED που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία μιας μικρής ενδεικτικής λυχνίας θα χρησιμοποιεί μια μπαταρία 1.5 έως 9 V ως πηγή ενέργειας. Θα έχει μια τυπική πτώση τάσης προς τα εμπρός, περίπου 1.8 έως 3.3 βολτ, ανάλογα με το χρώμα. Το LED θα τραβήξει ίσως 5 έως 20 mA ρεύματος.