LEDを駆動したいGPIOを備えたICがあります。
デバイスはバッテリーで動作するため、LEDがオフになっている間は、電力使用量を低く抑える（多分ゼロにする）ことを優先してください。
GPIOは、オンにすると3.3Vを供給し、オフにすると0.0Vの票を供給します。
また、最大4mAの制限があります。
LEDの順方向電流は20mAで、望ましい順方向電圧は2.0Vです。
LEDがオンになると、低キロヘルツの範囲で（PWMを使用して）点滅する可能性が高くなります。
いろいろ調べてみると、これが私が必要とするタイプの回路かもしれないと思う。
質問1：私は正しい軌道に乗っていることさえありますか。
質問2：アイテム（5）（トランジスタまたはMosfet）に使用する正しいコンポーネントは何ですか？（ローカルのFrys、RadioShack、Onlineで）見つけるにはどうすればよいですか？
質問3：項目（5）の選択は、抵抗器項目（3）のオーム値に影響しますか？3.0V電源と2.0V LEDの通常のオームの法則とは別に。
質問4：抵抗器アイテム（2）のオーム値（必要な場合）
回答:
表示する回路は動作するはずですが、不必要に複雑で高価です。以下は、よりシンプルで安価なものです。
ほぼすべての小さなNPNトランジスタがこの役割で機能します。トランジスタのBE降下が700 mVの場合、LEDは2.0 V降下し、LEDがオンのときR1に600 mVが発生します。この例では、17 mAをLEDに流すことができます。LEDからの弱い光に耐えることができ、電力を節約したい場合は、抵抗を大きくします。
この回路のもう1つの利点は、トランジスターのコレクターを3.3 Vを超えるものに接続できることです。これにより、LEDを流れる電流は変化せず、トランジスターの電圧降下のみが変化するため、消費電力は変化します。これは、3.3 Vが小さなレギュレータから来ており、LED電流が大きな負荷を追加する場合に役立ちます。その場合、コレクタを未調整の電圧に接続してください。実質的にトランジスタはLED専用のレギュレータになり、LED電流は未調整の電源から供給され、3.3 Vレギュレータの限られた電流バジェットを使い果たしません。
この回路がどのように機能し、なぜベース抵抗がないのか、いくつかの混乱があります。
トランジスタはエミッタフォロワ構成で使用され、電圧ゲインではなく電流ゲインを提供します。デジタル出力からの電圧はLEDを駆動するには十分ですが、十分な電流を供給できません。これが、電流ゲインは有用ですが、電圧ゲインは不要な理由です。
BE降下が700 mVに固定され、CE飽和電圧が200 mVで、ゲインが20であると仮定して、この回路を見てみましょう。これらは、ゲインが低いことを除いて妥当な値です。トランジスタから最小ゲインのみが必要であることが後でわかるので、私は今のところ意図的に低ゲインを使用しています。この回路は、ゲインがその最小値から無限大までの範囲である限り正常に機能します。したがって、小信号トランジスタの非現実的に低いゲイン20で分析します。すべてがそれでうまく機能するなら、私たちはあなたが出くわすどんな本当の小信号トランジスタでも大丈夫です。私が示した2N4401は、たとえば、この場合約50のゲインを持つと期待できます。
最初に注意することは、この回路ではトランジスタが飽和しないことです。ベースは最大3.3 Vに駆動されるため、BEは700 mV低下するため、エミッタは2.6 Vを超えることはありません。つまり、CEには常に最小700 mVがあり、これは200 mVの飽和レベルを大きく上回っています。
トランジスタは常に「線形」領域にあるため、コレクタ電流はベース電流とゲインの積です。エミッタ電流は、これら2つの電流の合計です。したがって、エミッタとベースの電流比はゲイン+1、またはこの例では21です。
さまざまな電流を計算するには、エミッタから始めて、上記の関係を使用して他の電流を取得するのが最も簡単です。デジタル出力が3.3 Vの場合、エミッターは700 mV少ない、または2.6 Vです。LEDは2.0 Vを落とすことがわかっているため、R1で600 mVになります。オームの法則から：600mV /36Ω= 16.7mA。これにより、LEDは適切に点灯しますが、最大20 mAを超えないように少しのマージンを残します。エミッタ電流は16.7 mAなので、ベース電流は16.7 mA / 21 = 790 µA、コレクタ電流は16.7 mA-790 µA = 15.9 mAでなければなりません。デジタル出力は最大4 mAを供給することができるため、仕様内に十分収まり、大幅に負荷をかけることすらありません。
最終的な効果は、ベース電圧がエミッター電圧を制御することですが、エミッター電流を供給するための重い持ち上げは、デジタル出力ではなくトランジスタによって行われます。ベースと比較してコレクターから流れるLED電流（エミッター電流）の割合がトランジスターのゲインです。上記の例では、ゲインは20でした。LEDを流れる21部ごとに、1部はデジタル出力から、20部はトランジスタのコレクタを介した3.3 V電源から供給されます。
ゲインが高ければどうなりますか？全体のLED電流のうち、ベースから流れる電流はさらに少なくなります。20のゲインでは、20/21 = 95.2％がコレクターから取得されます。50のゲインでは、50/51 = 98.0％です。無限のゲインでは、100％です。これが、この回路が実際に部品のばらつきに非常に寛容である理由です。LED電流の95％または99.9％がコレクターを介した3.3 V電源から供給されるかどうかは関係ありません。デジタル出力の負荷は変化しますが、すべての場合で最大値を大きく下回りますので、それは問題ではありません。エミッタ電圧はすべての場合で同じなので、トランジスタのゲインが20、50、200、またはそれ以上であっても、LEDには同じ電流が流れます。
前述のこの回路のもう1つの微妙な利点は、コレクタを3.3 V電源に接続する必要がないことです。たとえば、コレクタが5 Vに接続されている場合、どのように変化しますか？LEDやデジタル出力の観点からは何もありません。エミッタ電圧はベース電圧の関数であることを忘れないでください。コレクタ電圧は、トランジスタが飽和状態にならないようにするのに十分な高さであれば問題になりませんが、これはすでに3.3 Vでした。唯一の違いは、トランジスタ全体のCEドロップです。これにより、トランジスタの消費電力が増加します。ほとんどの場合、これは最大コレクタ電圧の制限要因になります。トランジスタが150 mWを安全に消費できるとしましょう。16.7 mAのコレクタ電流では、150 mWの損失を引き起こすコレクタからエミッタへの電圧を計算できます。
これは、この例では、コレクターを3.3Vから11.6 Vの便利な電源に接続できることを意味します。調整する必要さえありません。それはその範囲内のどこでも積極的に変動する可能性があり、LED電流は良好に安定したままです。これは、たとえば、3.3 Vがほとんど電流能力のないレギュレーターによって生成され、そのほとんどが既に割り当てられている場合に役立ちます。たとえば、約5 Vの電源で動作している場合、この回路はLED電流を適切に調整しながら、その5 V電源からほとんどのLED電流を取得できます。そして、この回路はトランジスタ部品のばらつきに非常に寛容です。トランジスタのゲインが最小値である限り、これはほとんどの小信号トランジスタが提供するゲインを十分に下回っていれば、回路は正常に動作します。
ここでの教訓の1つは、回路が実際にどのように機能するかを考えることです。抵抗をベースと常に直列に配置するようなニージャーク反応や迷信のエンジニアリングには場所がありません。必要なときにそこに置きますが、この回路が示すように、常にそうではないことに注意してください。
今日の多くのLEDは非常に明るく、4mA以下でも十分に機能し、余分な外部コンポーネントを節約できます。私が一般的に使用するLEDは、1mAで（私のアプリケーションにとって）完璧に動作します！
電流を制限するのに十分な大きさの抵抗をLEDと直列に配置するだけです。デバイス全体の最大電流を超えていないかどうかを確認してください。最大電流はデータシートで指定されています。
したがって、直列抵抗を使用してGPIOピンから直接LEDが十分に明るいかどうかを確認してください。
元の投稿で提案された回路図にコメントする：
このようなディスクリートNMOS FETトランジスタをスイッチとして使用すると良いでしょう。
注：通常、LEDアノードは電源に接続され、抵抗器はカソードと直列に接続されています。これにより、オフ時にカソード電圧がアノード電圧に「崩壊」するため、スイッチング時に充電/放電する必要がある回路の容量を減らすことで、スイッチング時間を改善できます。
別のポスターで述べたように、LEDに必要な電流が十分に低い場合、GPIOを直接使用できます。オープンドレインモードでは、外部FETの動作と同じです（ただし、反転します）。ただし、1mAを超える時間でuCポートを長時間実行することはお勧めしません。ICはそのような大きな定電流用に設計されていない可能性があります（エレクトロマイグレーションまたは自己発熱の問題である可能性があります）。