Светодиоды можно включать без токоограничивающего резистора в одном случае — если они питаются от источника тока, а не источника напряжения. Для осветительного светодиода — это типичный случай использования, так как применение резистора сводит все достоинства светодиода, как высокоэффективного источника света на нет.

Давайте посмотрим, что происходит со светодиодом, если его подключить к источнику напряжения непосредственно. Допустим, у нас есть стабилизированный источник напряжения с плавно регулируемым выходом. Поскольку динамическое сопротивление прямой ветви светодиода не равно нулю, мы без труда подберем такое напряжение, что через светодиод будет течь нужный нам ток (о необходимой точности установки напряжения можно судить по тому, что ток будет удваиваться при увеличении напряжения на ~0,15 В). И вроде все хорошо, но этот ток разогреет светодиод. С ростом температуры снижается прямое падение на переходе (2-2,5 мВ/°С) и падает динамическое сопротивление, то есть прямая ветвь становится все более крутой. Допустим, температура кристалла вырастет от 25 до 85 °С (типичная температура кристалла 5 мм светодиода на 20 мА), а это значит, что прямое напряжение упадет на 120-150 мВ. Это приведет к более чем двукратному росту тока, а значит и пропорциональному росту рассеиваемой мощности и температуры. А следовательно, будет дальше расти и ток — и будет расти неограниченно и лавинообразно. И, разумеется, приведет к выходу светодиода из строя.

Если построить вольт-амперную характеристику светодиода ( Вольт-ампе́рная характери́стика (ВАХ) — зависимость тока через двухполюсник от напряжения на этом двухполюснике. Описывает поведение двухполюсника на постоянном токе. А также функция выражающая (описывающая) эту зависимость. А также — график этой функции. ) не при постоянной температуре кристалла (как это делается в справочниках), а давая ему прогреться на каждой экспериментальной точке, то прямая ветвь будет идти гораздо круче, чем это нарисовано в даташите. И эта крутизна будет сильно зависеть от теплоотвода. При недостаточном теплоотводе эта кривая с определенного тока становится падающей: с ростом тока напряжение падает. Светодиод становится прибором с отрицательным сопротивлением.