なぜほとんどのRGB LEDストリップは、共通カソードではなく共通アノードですか？

なぜほとんどのRGB LEDストリップは、共通カソードではなく共通アノードですか？

共通アノードが一般的である理由は、ソースよりも電流をシンクする方が簡単だからです。共通アノードまたは共通カソードのいずれかを使用すると、1つの端子がすべてのLEDの電源に直接接続され、反対側にはピンごとのドロッパー抵抗と制御トランジスタ（または内部のトランジスタであるIC出力）がシンクまたはソースされます電流。

NMOS / NPNトランジスターは一般に強力で、ディスクリートとして一般的で、ソースよりも電流のシンクが優れています。電流を効果的にソース（プルアップ）するには、PMOS / PNPトランジスタが必要ですが、ソースでは、同等のNトランジスタがシンクに比べて弱いです。したがって、最良の解決策は、NMOSトランジスタを使用して共通アノードを正の電源に接続し、各LEDからの電流をシンクすることです。

旧式のICは、速度上の理由からNトランジスタのみを使用して設計されていたため、電流をシンクするよりもソースする方がはるかに優れていました。これは、74LSシリーズチップで使用されているTTLロジックに特に当てはまります（インターフェイスチップとして広く使用されています）。74LS00は4〜8mAをシンクするように設計されていますが、ソースは0.4mAのみです。

最新のCMOS ICは、NMOSよりも大きなPMOSを使用して基本的な違いをバランスさせるため、はるかに対称的です（ArduinoのATMEGA328は20mAをソースまたはシンクできます）が、共通アノードの慣習は確立されています。

編集（詳細）：一方、マトリックスを構築する場合は、現在のソーストランジスタとシンクトランジスタの両方が必要になります。この場合、共通カソードにはより多くのデバイスを配置し、共通アノードにはより少ないデバイスを配置するのが最適です。ここでのアイデアは、多数のLED電流をシンクする少数の太いNMOSデバイスと、それぞれ少数のLEDを駆動する多数の弱いソース（I / Oピン）を持つことです。もちろん、一般的なアノードストリップでは、太いPMOSデバイスも使用できます。

一般的なアノードが好まれるいくつかの理由を提案できます。

1. より安全な配線。リモートデバイスの回路を完成させるワイヤは、多くの場合、機械的にストレスのかかる条件をある程度通らなければなりません。そのワイヤは、プラスの供給電圧よりもむしろ接地電圧であることが好ましいので、それがシャーシまたは他のワイヤに短絡した場合、危険性がより少なくなります。

   これは、負ではなく正電圧電源の通常の使用と組み合わせて、LEDに個別のカソードを採用することにつながります。

2. NPNトランジスタは、PNPよりも製造が簡単です。ここでは、このランダムな記事で説明したように（シリコン中）NPNトランジスタは、PNPトランジスタよりもより良い価格/性能比を持っていた：[？なぜ、NPNトランジスタはPNPよりも好ましい]（http://www.madsci.org/posts/archives /2003-05/1051807147.Ph.r.html）。各種類のBJTで可能なスイッチング構成と増幅構成が、正の電源電圧を優先する動機の一部です。

   また、スイッチングの目的のために、BJTトランジスタを共通エミッタ構成で使用する必要があります。これは、正電源で使用されるNPNの場合、LEDのローサイド（カソード）側を切り替えることを意味します。

私は決定的な理由を見つけることができませんでしたが、私は出くわしました：

可能な限り電流をソースするのではなく、可能な限りシンクすることは常に私の競合と設計手法でした。したがって、ディスプレイやその他の駆動デバイスには可能な限り共通アノードを使用し、すべてのファームウェアルーチンを作成して、高値ではなく低値を実行します。ほとんどのデータシートでは、ほとんどのデバイスがソースよりも多くシンクできる理由が明らかです。

— EEng（ソース）

シンク電流がほとんどのデバイスのソースより優れているというわずかな利点により、メーカーはより頻繁に共通のアノード構成でディスプレイを設計することになります。

私の経験では、マイナス面を切り替える方が簡単です。

多くの電子機器には異なる電圧要件があります。多くを一緒に接続すると（たとえば、LEDまたはLEDストリップとマイクロコントローラー）、共通のグランドがありますが、供給電圧が異なります。ほとんどの電圧レギュレータには、共通のグランド、高電圧入力、低電圧出力があります。

カソード（またはグランドまたは0 V側）を切り替えるには、ロジックレベルのnチャネルMOSFETを使用できます。これには、トランジスタをオンにするためにゲートを0 Vよりも数ボルト高くし、トランジスタをオフにするために0 Vにする必要があります。これは通常、3.3 Vまたは5 Vに移行するマイクロコントローラーでは非常に簡単です。

アノード（またはプラス側）を切り替えるには、より高い電圧（たとえば12 V）で動作するデバイスの場合、ロジックレベルのpチャネルMOSFETを使用します。これには、0 Vから供給レベル（12 V）より数ボルト低い範囲で供給する必要があります。これは、3.3 Vまたは5 Vのマイクロコントローラーがトランジスタを直接制御できないことを意味します。代わりに、nチャネルMOSFETといくつかの抵抗器、または光アイソレータといくつかの抵抗器などのデバイスを追加する必要があります。もう1つのオプションは、0Vの共通の正電圧と負の電圧（マイクロコントローラーの場合は-3.3または-5 V、LEDの場合は-12 V）を使用することですが、そのためには、負の電圧は直接接続されていません。

そのため、通常、カソードの切り替えははるかに簡単です。

色を個別に制御したいので、共通のアノード（したがって個々のカソード）を使用して簡単に切り替えることができます。

おそらく他のものと同様に、自由市場の目に見えない手は、より多くの人々が共通アノードを購入したという理由だけで、メーカーと消費者の両方を共通アノードに移動させました。種の起源のダーウィンの理論にほとんど似ています。2匹の動物が同じニッチを占めることはできず、一方が他方を支配します。ACがDCに勝ったのはなぜですか？VHSがBetamaxに勝ったのはなぜですか？一般的なFlash MP3プレーヤーとZuneとiPodの比較 なぜなら、一方が他方よりも好まれ、製造業者がそれに続いたからです。

エンドユーザーや消費者が直接購入することが多いため、LEDストリップは通常の電子部品とは異なります。そして、最初の製品をコピーした大量生産メーカーは、収益性の高いものだけを大量生産します。

製造業者は、消費者が共通アノードを購入するのを見て、より多く生産します。消費者はより多くのコモンアノードを見て、より多く購入します。鶏肉または卵、最終結果は同じです。