最基本的

从端口驱动LED的标准连接如图1所示。负载通常是单个LED，但也可以是串联的双LED(如图所示)，具体取决于LED的选择和电源电压。串联电阻R1是限制通过LED的电流所必需的。通过LED驱动电流I(PORT)所需的电阻R1的值可以用公式计算:

R1 = (v (ext) - v (port) - v (led)) / i (port) 欧姆

哪里V(EXT)是LED电源电压
V(LED)是在所需负载电流下LED(s)的电压降(红色LED通常在1.8V至2.4V范围内，蓝色，白色和高效绿色LED通常在3V至4.2V范围内)
V(PORT)是在降低所需负载电流时穿过输出端口的压降(例如，MAX6964在20mA时为0.25V)

V(EXT)不必与端口扩展器V+电源引脚相同的电压。许多人(但不是全部!)IC的开路漏极输出结构允许负载连接到高于芯片电源电压的电压(但相对于GND不是负的)。例如，MAX6964, MAX6965输出额定为7V，允许图1电路中的led连接到6V而不是3.3V端口扩展电源。较高的LED供电电压允许两个红色LED串联(或单个白光LED)被驱动。

LED电流将随电源电压和LED正向电压而变化。电阻初始精度和温度系数，加上端口输出电压随温度和电源电压的任何变化，也将发挥作用。如果一致的LED电流很重要，请确保电阻R1上的压降与V(EXT)电源和LED的总电压差相比高。例如，考虑这样一种情况，我们需要通过正向电压为2V±0.2V的红色LED驱动标称20mA。我们有3.3V±5%或5V±5%的V(EXT)选择。假设我们正在使用MAX6964端口，当下沉20mA时将下降0.25V±0.1V。

使用典型值，R1的值计算为(5 - 2 - 0.2)/0.02 = 140欧姆对于5V供电情况，(3.3 - 2 - 0.2)/0.02 = 55欧姆对于3.3 v供电情况。使用R1的这些精确值，则5V情况下公差极值下的实际电流变化将为±3.9mA(变化19.5%)，3.3V情况下为±8.5mA(变化±42%)。

显然3.3V解决方案比5V解决方案具有更宽的电流变化。然而，5V解决方案在限流电阻中耗散更多的功率。如果这个电流变化太大，考虑使用一个具有恒流(内部电流限制)输出的端口扩展器，如MAX6956和MAX6957，或者使用如图7至9所示的技术，使用外部晶体管来更准确地控制电流。

并联驱动led

多个LED可以并联驱动以共享来自单个输出的电流(图2)。串联电阻R2和R3设置通过每个LED的电流。与串联驱动相比，并联驱动LED降低了所需的驱动电压净空，但也降低了每个LED可用的最大驱动电流。

想要更多的LED电流?使用更多端口

如果需要的负载电流大于一个端口的可用电流，则可以采用线或并联方式并联多个端口以驱动单个负载。因为输出是开漏的，相反电平的多个输出不会短路。然而，开路漏极输出不受电流限制，因此需要防止它们携带过大的电流。避免过长的安全方法是每个端口使用单独的限流电阻(图3)。当两个输出都低时，电阻R2和R3将每个输出的LED电流设置为安全水平。如果两个端口被切换到相反的电平，一半的电流将流动，所以这个方案也提供了一些电流强度控制(关闭- 1/2电流-满电流)。

另一种方法是保证并行端口交换在一起。许多端口扩展器(包括MAX6964, MAX6965, MAX7313, MAX7314, MAX7315和MAX7316)使用寄存器结构，允许使用相同的软件命令同时切换多个输出。如果是这种情况，那么确保端口始终被设置为相同的电平就成了一个软件问题，并且可以使用图4中的电路。请记住，将端口编程为相反的逻辑电平将意味着一个输出将吸收预期在输出之间共享的全部电流。

更多的LED驱动电压或电流?添加一个晶体管

如前所述，输出负载不能连接到端口扩展器额定范围以外的电压。当驱动许多串联led或需要大电流时，这就成为一个问题。图5至图9所示的电路使用外部晶体管来扩展电压驱动和/或驱动电流。

第一个电路使用一个单晶体管开关，它基本上取代了端口扩展器的输出驱动器(图5)。单晶体管额定值就决定了可以处理多少LED电流和电压。与下面讨论的电路相比，该电路的优点是由于它是硬打开的，所以整个Q1的浪费电压很低，并且LED电流不会随端口扩展器供电电压而变化。缺点是LED电流会随着V(LED)电源电压的变化而变化，并且电路使用两个电阻。

图5的电路允许将任何正电压用于V(EXT)。图6的电路允许使用任何负电压，并且具有LED电流从端口扩展电源流向负电源的优点，使得两个电源的总和可用来驱动LED。可选的1毫欧电阻确保当端口输出高(高阻抗)时晶体管Q2关闭，并且只有当Q2变得相对漏电时才需要在高温下关闭。请注意，当LED关闭时，图6电路不吸取电流，不像图5电路总是通过R7吸取电流。

恒流呢?

图5和图6电路中的LED驱动电流随LED电源电压V(EXT)而变化。如果V(EXT)没有得到很好的监管，这可能是一个问题。在图7的电路中，Q3作为共基(级联码)电流开关工作。端口输出V(port)被限制为安全电压(V+ - V(BE))，因为Q3的基极与驱动器电源电压V+相连。Q2的发射极电流IPORT可以用公式计算:

IPORT = (V+ - V(PORT) - V(BE)) / R11安培

端口电流I(端口)(也是Q3的发射极电流)将流过Q3的集电极和LED负载，较少Q3采取的小基极电流。通过选择一个合理的高增益(B >100)第三季度的晶体管。如果电源电压V+变化不大(V(PORT)和V(BE)不会)，那么这个电路作为一个相当好的恒流吸收，依赖于端口扩展器供电电压，但独立于LED供电电压V(LED)。

图7电路的一个缺点是LED负载电流流过端口扩展器有源低输出，从而将最大LED电流限制为端口扩展器的电流。图8电路避免了这个问题，并允许电流和电压额定值由晶体管额定值决定。Q3的发射极电流ILED可以用公式计算:

ild = (V+ - V(BE)) / R11安培

在图8电路中，端口扩展器有源高输出仅提供Q3的基极电流，该电流足够小，端口输出压降可以忽略不计并被忽略。

图8显示了图7的镜像拓扑，其中PNP通管取代了NPN。现在，led被称为负电源，而不是更高电压的正电源。LED电流从端口扩展器的正电源供应，并返回到负电源。对于图6电路，可选的1毫欧电阻确保当端口输出高(高阻抗)时晶体管Q4关闭，并且只有当Q4变得相对漏电时才需要在高温下关闭。

图7电路的一个限制是外部晶体管Q3的集电极不能低于(V+ - V(BE) + V(CE(sat))，仅略低于V+。如果V+很高，例如5V，那么不仅输出扩展器由于其输出端的高压降而耗散高功率，而且LED可用的电压净空也减少到几乎(V(LED) - V+)。一个简单的解决方案是使用串联齐纳二极管或硅二极管将Q3的基极偏置到较低的电压，具体取决于所需的电压降。只需要一个二极管就可以服务于多个通路晶体管，如图9中的示例电路所示。在这个电路中，当电源电压V+为3.3V时，Q4和Q5的发射极电压约为2V。