Плюс и минус у светодиода. Определяем полярность LED

[contents]

В промышленной аппаратуре и в радиолюбительских конструкциях широко применяются индикаторные и сверхъяркие светодиоды (LED). Как  и любые другие диоды, LED имеют два вывода – анод и катод (плюс и минус). Поэтому они должны подключаться с соблюдением полярности. Определить полярность светодиода можно несколькими способами:

• путем измерений;
• по внешнему виду (визуально);
• подключением к источнику питания;
• из технической документации.

Как определить полярность тестером (мультиметром)

Практически у всех профессионалов и у большинства радиолюбителей под рукой есть цифровые или стрелочные мультиметры. С их помощью можно легко определить полярность полупроводникового диода, проверить его работоспособность. Измерения нужно проводить в режиме омметра.

У многих современных мультиметров есть специальный режим – «тест диода».

Для определения полярности щупы тестера подключают к диоду и следят за показаниями прибора. Если прибор показывает «бесконечное» сопротивление, то щупы следует поменять местами. Если мультиметр покажет некоторое конечное значение сопротивления, это означает, что прибор подключен с соблюдением полярности, и мы определили, где у светодиода плюс и минус.

Есть один важный нюанс. У некоторых стрелочных приборов полярность щупов в режиме измерения напряжения и в режиме омметра не совпадают.

Такой особенностью обладают, например, старые тестеры ТЛ – 4М. Поэтому желательно проверить, нет ли расхождений в полярности тестера в различных режимах измерения с помощью другого прибора или вольтметра постоянного напряжения.

Мультиметром можно воспользоваться и для определения полярности. Порядок действий такой же, как при определении плюса и минуса обычного диода. При исправном светодиоде и правильном его подключении он даже может начать светиться. Однако, этот способ определения полярности срабатывает далеко не всегда. Дело в том, что падение напряжения открытого светодиода может составлять 1.5 – 3.2 и более вольт. Это значительно больше, чем у обычного полупроводникового диода.

Величина падения напряжения зависит от цвета и мощности светоизлучающего диода. Тестеры с низковольтным питанием не имеют на своих зажимах достаточного напряжения для открытия светодиода. Такими приборами измерения выполнить не удастся.

Как определить полярность по внешнему виду

Существует множество типов корпусов светодиодов. Широко распространены светоизлучающие диоды в цилиндрических корпусах диаметром 3, 5 и более миллиметров. Выпускается много SMD светодиодов для поверхностного монтажа, которые различаются как типом корпуса, так и размерами кристаллов. Мощные сверхъяркие светодиоды размещаются на теплоотводах и имеют планарные плоские выводы. Опытные специалисты без труда определяют назначение выводов по внешнему виду.

Проще всего определять полярность мощных светодиодов. У них, как правило, выводы промаркированы знаками «+» и «-».

Неплохо дело обстоит со светодиодами в цилиндрических корпусах. У них полярность можно определить по нескольким признакам. Например, внутри корпуса светоизлучающего диода можно рассмотреть два электрода имеющие разную площадь. У катода площадь электрода заметно больше. Этот электрод является минусом. Еще одним признаком, по которому можно определить катод цилиндрического led, это скос на юбке прибора. У новых выводы имеют различную длину. Более длинный вывод подсказывает, где плюс у светодиода (анод).

Светодиоды для поверхностного монтажа тоже имеют отличительные признаки назначения выводов. Многие SMD LED имеют специальный скос (ключ) на одном из углов. Ключ указывает на минус (катод).

На корпусах некоторых типов SMD светодиодов наносятся специальные символы позволяющие определить полярность прибора. Некоторые из них показаны на фото.

Для закрепления изложенного материала рекомендуем посмотреть видео о том, как определить визуально где у светодиода плюс, а где минус

Определение полярности путем подачи питания

Наиболее наглядным способом определения полярности LED является подключение к источнику напряжения. Этот метод позволяет проверить исправность светодиода и определить его полярность.

Для проведения «эксперимента» потребуется источник постоянного напряжения. Им может послужить блок питания или аккумуляторная батарея. Удобно использовать лабораторный блок питания с плавной регулировкой напряжения и вольтметр постоянного тока.

Светодиод нужно подключить к блоку питания и постепенно поднимать напряжение. При правильном подключении он должен начать светиться. Если при достижении 3 – 4 вольт LED не начал светиться, следует изменить полярность подключения и повторить эксперимент. При зажигании светодиода не стоит продолжать увеличивать напряжение, т.к. он может сгореть.

Вместо регулируемого блока питания, можно воспользоваться любой батареей напряжением 4.5 – 12 вольт. В качестве батареи можно использовать несколько элементов на 1.5 вольта, соединенных последовательно, аккумулятор от сотового телефона или автомобиля.

Подключать светодиод к батарее напрямую нельзя. Он может выйти из строя.

Для проверки работоспособности последовательно со светодиодом нужно подключить токоограничивающий резистор. Сопротивление резистора для маломощных светоизлучающих диодом может составлять от 680 Ом до нескольких кОм. Для мощных светодиодов подойдет резистор в несколько десятков Ом.

Определение полярности по технической документации

Исчерпывающую информацию о светодиодах можно получить из технической документации завода производителя. Она отражает данные о массе и габаритах led, его цоколевке и электрических параметрах. При крупных поставках такая документация обязательно имеется в сопроводительных документах.

К сожалению, продавцы, торгующие в розницу, не всегда могут предоставить интересующие данные. К счастью, зная марку светоизлучающего прибора, информацию о назначении его выводов всегда можно найти в интернете.

Итоги

Мы рассмотрели несколько способов как определить плюс и минус светодиода. Их можно применять по одному, или перепроверять результат несколькими способами. Ведь каждый из них не является идеальным. Визуально и тем более по технической документации невозможно судить о работоспособности данного экземпляра LED. С помощью тестера трудно прозвонить мощный сверхъяркий светоизлучающий диод. Проверка путем подачи напряжения дает точный результат, но требует принятия мер предосторожности.

Любой любитель самоделок и электроники используют диоды в качестве индикаторов, или в качестве световых эффектов и освещения. Чтобы Led прибор светился, нужно его правильно подключить. Вам уже известно, что диод проводит ток только в одну сторону. Поэтому прежде чем паять, нужно определить где анод и катод у светодиода.

Вы можете встретить два обозначения LED на принципиальной электрической схеме.

Треугольная половина обозначения – анод, а вертикальная линия – катод. Две стрелки обозначают то, что диод излучает свет. Итак, на схеме указывается анод и катод диода, как найти его на реальном элементе?

Цоколевка 5мм диодов

Чтобы подключить диоды как на схеме нужно определиться где у светодиода плюс и минус. Для начала рассмотрим на примере распространённых маломощных 5 мм диодов.

На рисунке выше изображен: А — анод, К — катод и схематическое обозначение.

Обратите внимание на колбу. В ней видно две детали – это небольшой металлический анод, и широкая деталь похожая на чашу – это катод. Плюс подключается к аноду, а минус к катоду.

Если вы используете новые LED элементы, вам еще проще определить их цоколевку. Определить полярность светодиода поможет длина ножек. Производители делают короткую и длинную ножку. Плюс всегда длиннее минуса!

Если вы паяете не новый диод, тогда плюс и минус у него одинаковой длины. В таком случае определить плюс и минус поможет тестер или простой мультиметр.

<center></center>

Как определить анод и катод у диодов 1Вт и более

В фонариках и прожекторах 5мм образцы используются всё реже, на их смену пришли мощные элементы мощностью от 1 ватта или SMD. Чтобы понять где плюс и минус на мощном светодиоде, нужно внимательно посмотреть на элемент со всех сторон.

Самые распространённые модели в таком корпусе имеют мощность от 0,5 ватт. На рисунке красным обведена пометка о полярности. В данном случае значком «плюс» помечен анод у светодиода 1Вт.

Как узнать полярность SMD?

SMD активно применяются практических в любой технике:

• Лампочки;
• светодиодные ленты;
• фонарики;
• индикация чего-либо.

Их внутренностей разглядеть не получится, поэтому нужно либо использовать приборы для проверки, либо полагаться на корпус светодиода.

Например, на корпусе SMD 5050 есть метка на углу в виде среза. Все выводы, расположенные со стороны метки – это катоды. В его корпусе расположено три кристалла, это нужно для достижения высокой яркости свечения.

Подобное обозначение у SMD 3528 тоже указывает на катод, взгляните на эту фотографию светодиодной ленты.

Маркировка выводов SMD 5630 аналогична – срез указывает на катод. Его можно распознать еще и по тому, что теплоотвод на нижней части корпуса смещён к аноду.

Как определить плюс на маленьком SMD?

В отдельных случаях (SMD 1206) можно встретить еще один способ обозначения полярности светодиодов: с помощью треугольника, П-образной или Т-образной пиктограммы на поверхности диода.

Выступ или сторона, на которую указывает треугольник, является направлением протекания тока, а вывод расположенный там – катодом.

Определяем полярность мультиметром

При замене диодов на новые, вы можете определить плюс и минус питания вашего прибора по плате.

Светодиоды в прожекторах и лампах обычно распаяны на алюминиевой пластине, поверх которой нанесён диэлектрик и токоведущие дорожки. Сверху она обычно имеет белое покрытие, на нём часто указана информация о характеристиках источника питания, иногда и распиновка.

Но как узнать полярность светодиода в лампочке или матрице если на плате нет сведений?

Например, на этой плате указаны полюса каждого из светодиодов и их наименование – 5630.

Чтобы проверить на исправность и определить плюс и минус светодиода воспользуемся мультиметром. Черный щуп подключаем в минус, com или гнездо со знаком заземления. Обозначение может отличаться в зависимости от модели мультиметра.

Далее выбираем режим Омметра или режим проверки диодов. Затем подключаем поочередно щупы мультиметра к выводам диода сначала в одном порядке, а потом наоборот. Когда на экране появятся хоть какие-то значения, или диод загорится – значит полярность правильная. На режиме проверки диодов значения равны 500-1200мВ.

В режиме измерения значения будут подобными тем, что на рисунке. Единица в крайнем левом разряде обозначает превышение предела, либо бесконечность.

Другие способы определения полярности

Самый простой вариант для определения где плюс у светодиода – это батарейки с материнской платы, типоразмера CR2032.

Её напряжение порядка 3-х вольт, чего вполне хватит чтобы зажечь диод. Подключите светодиод, в зависимости от его свечения вы определите расположение его выводов. Таким образом можно проверить любой диод. Однако это не очень удобно.

Можно собрать простейший пробник для светодиодов, и не только определять их полярность, но и рабочее напряжение.

При правильном подключении светодиода через него будет протекать ток порядка 5-6 миллиампер, что безопасно для любого светодиода. Вольтметр покажет падение напряжения на светодиоде при таком токе. Если полярность светодиода и пробника совпадёт – он засветится, и вы определите цоколевку.

Знать рабочее напряжение нужно, так как оно отличается в зависимости от типа светодиода и его цвета (красный берет на себя менее 2-х вольт).

И последний способ изображен на фото ниже.

Включите на тестере режим Hfe, вставьте светодиод в разъём для проверки транзисторов, в область помеченной как PNP, в отверстия E и C, длинной ножкой в E. Так можно проверить работоспособность светодиода и его распиновку.

Если светодиод выполнен в другом виде, например, smd 5050, вы можете воспользоваться этим способом просто – вставьте в E и C обычные швейные иглы, и прикоснитесь к ним контактами светодиода.

Любому любителю электроники, да и самоделок вообще нужно знать, как определить полярность светодиода и способы их проверки.

Будьте внимательны при выборе элементов вашей схемы. В лучшем случае они просто быстрее выйдут из строя, а в худшем – мгновенно вспыхнут синем пламенем.

Чтобы создавать эффективные электронные схемы с диодами, требуется минимальный объем знаний об их устройстве и принципе работы. Перед началом пайки обязательно необходимо определить, где у этих элементов анод и где катод. Визуального осмотра бывает недостаточно, если электронные элементы приобретены без технической документации или выпаяны из старого оборудования. Для проверки обязательно требуется тестер с различными режимами работы и источник питания с напряжением 3-6 вольт.

Что такое диод

Диодами называют электронные элементы, сопротивление которых меняется в зависимости от направления тока. Если ток подается в одну сторону (плюс на плюс), он проходит легко (диод открыт) благодаря низкому сопротивлению. При изменении направления электротока (минус на плюс) диод закрывается, сопротивление многократно увеличивается, теряется мощность, элемент нагревается. Существуют полупроводниковые элементы, которые блокируют ток до критического значения, потом открываются. Их называют симисторами.

Виды диодов

Все диодные элементы можно разделить на 2 большие группы: неполупроводниковые и полупроводниковые. Первая группа состоит из 2-х видов: вакуумных (кенотронов) и наполненных газом (стабилитронов с тлеющим или коронным разрядом, игнитронов и газотронов).

Вакуумные диоды – лампы с двумя электродами, один из них выполнен в виде нити накаливания. При открытии электроны движутся от плюса к минусу. При изменении направления движения тока прибор почти полностью закрывается, движение электронов прекращается.

Из газонаполненных диодных элементов на данный момент используются лишь газотроны с дуговым разрядом (стабилитроны), наполненные инертным газом и паром ртути и оснащенные оксидными термокатодами. Основная особенность – способность выдать высокое напряжение на выходе и работать с токами в несколько десятков ампер.

Полупроводниковые диоды – это емкости небольшого размера, из которых удален воздух.

Внутри размещаются 2 электрода:

• плюсовой (с электропроводностью p);
• минусовой (с электропроводностью n).

Важно! Сопротивление в открытом состоянии зависит от величины прямого напряжения – чем оно выше, тем ниже сопротивление.

Назначение диода

Полупроводниковые диодные элементы присутствуют практически во всех бытовых электроприборах. Светодиоды используются в производстве осветительных приборов и LED-телевизоров.

Полупроводниковые диоды классифицируются по:

• материалу кристалла (кремний, селен, фосфид индия, германий);
• размерам (микросплавные, точечные, плоские);
• технологии производства p-n перехода (диффузионные, сплавные, эпитаксиальные);
• частоте (низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные, импульсивные);
• сфере использования (выпрямительные и специальные).

Диоды-выпрямители предназначены для преобразования переменного напряжения в постоянное. В схему устанавливаются в виде диодного моста, который можно использовать в радиоаппаратуре, блоке питания, зарядном устройстве.

Внимание! Продаются готовые диодные мосты (диодные сборки) в виде небольших коробочек с четырьмя ножками.

Выпрямители делятся на:

• слаботочные (до 0,3 ампер);
• средней мощности (0,3-10 ампер);
• силовые (10-100 000 А, до 6 кВ).

Полупроводниковые специальные диодные элементы:

• варикапы (емкостные диоды);
• тиристоры (с дополнительным выводом для переключения в открытое состояние);
• симисторы (ток пропускают в 2-х направлениях);
• стабилитроны (стабилизируют напряжение от 2 вольт в состоянии пробоя, отдельный вид стабиисторы (нормисторы) для напряжения 0,7-2 вольт);
• диоды Шоттки (для низковольтных схем в паре со стабилитроном);
• туннельные диодные элементы (с низким отрицательным сопротивлением);
• динисторы (не содержат управляющих электродов, монтируются в переключатели);
• магнитодиоды (вольт-амперные характеристики меняются в магнитном поле, монтируются в датчики движения, контрольные приборы);
• фотодиоды (преобразуют энергию света в электрическую);
• светодиоды (превращают электрическую энергию в свет).

Справка! Светодиоды, излучающие инфракрасный свет, называются инфракрасными. Их устанавливают в камеры видеонаблюдения, беспроводные системы связи, оборудование для дистанционного управления.

Катод и анод это плюс или минус

Анод (в переводе с древнегреческого — движение вверх) – электрод любого прибора, который присоединен к плюсу источника питания. Катод диода (в переводе с древнегреческого — нисхождение) – электрод любого прибора, который присоединен к минусу источника питания.

Читайте также  Характеристики и основные отличия подсветки WLED

Согласно ГОСТ 15596-82:

• отрицательный электрод при разряде является анодом;
• положительный электрод при разряде является катодом.

Внимание! При заряде все наоборот – катод – минус, анод – плюс.

Еще Фарадей говорил, что места, в которых в вещество входит и из вещества выходит ток, очень важные, их необходимо отличать от плюса и минуса.

Если движения тока нет, говорить об аноде и катоде бессмысленно.

Электрохимики, проводя электролиз металлов, анодом называют электрод, который окисляется, катодом – электрод, который восстанавливается. Для диодного элемента в открытом состоянии катодом называется вывод, подключенный к минусу, анодом – к плюсу.

Полярность светодиода как определить плюс и минус

При использовании светодиодов в создании различных схем их необходимо установить правильно. Пайка в большинстве случаев проблем не создает, определить полярность немного сложнее, если нет опыта работы с тестирующим оборудованием.

Как определить полярность тестером мультиметром

Проще всего проверить светодиод мультиметром. При подключении щипов в режиме «прозвонка» к электродам можно получить 2 результата: светодиод светится и выдает на экран число, зависящее от цвета излучения, или показывает очень большое число. При первом варианте можно сделать вывод, что источник света исправен и подключен к мультиметру правильно (плюс к плюсу, минус к минусу).

Второй метод использования мультиметра – переключение на проверку сопротивления. Если красный щуп касается плюса, черный – минуса, на экране появляется значение в пределах 1600–1800.

Внимание! Если светодиод пробит (пропускает напряжение в двух направлениях), на экране появляется цифра «1». При обрыве независимо от расположения щупов на экране появляются очень большое значение сопротивления.

Если у мультиметра есть отсек PNP, для определения полярности светодиода требуются отсеки E (эмиттер – «+») и C (коллектор – «-»). Источник света светится, если катод вставлен в «C», анод – в «E».

Если используется отсек мультиметра NPN, светодиод светиться, если ножки меняются местами.

По внешнему виду

В производстве светодиодов используются разные корпусы. Широко применяются DIP-элементы с цилиндрическим корпусом различного диаметра. Изготавливается множество SMD для поверхностного монтажа. Свехяркие источники света отличаются размерами корпусов и кристаллов. Опытный радиолюбитель определяет катод и анод по внешним признакам.

У DIP-элементов:

• длиннее ножка анода;
• силуэт в колбе меньше у анода, форма катода напоминает флажок;
• у источника с мощностью более 1 Вт на ножке анода есть маркировка «+».

Внимание! Если DIP-светодиод уже был установлен в какой-то прибор и выпаян, размеры ножек могут меняться. Плюс и минус определяется по размерам кристалла в колбе или тестированием мультиметром.

У SMD-светодиодов:

• катод обозначается срезом на корпусе;
• теплоотвод на обратной стороне корпуса располагается ближе к аноду;
• пиктограмма «П» к аноду обращена верхней полкой, верх пиктограммы «Т» обращен к катоду.

Читайте также  Таблица сравнения светового потока светодиодов и ламп накаливания и другие показатели эффективности освещения

Некоторые производители наносят на корпуса SMD-светодиодов определенные символы, которые позволяют определить полярность.

Важно! Существуют SMD, изготовленные по другому принципу (некоторые производители не соблюдают стандарты). На сложных моделях всегда имеются обозначения «+» и «−».

Любая неполупроводниковая радиолампа (стабилитрон) состоит из анода, катода и сетки. Катодом всегда служит разогретый электрод, изготовленный в форме цилиндра. Электроны при термоэмиссии двигаются к аноду (коробочке или пластине) – вольфрамовому проводнику с большим сопротивлением.

Для определения работоспособности стабилитрона используется мультиметр в режиме прозвона. Если положительный щуп приложить к аноду, отрицательный – к катоду, стабилитрон откроется, на экране будет видно значение напряжения. Если поменять щупы местами, стабилитрон закроется, на экране появится цифра 1.

Путем подачи питания

Чтобы использовать тестирование с помощью подключения к питанию, требуется источник с напряжением 3-6 В и резистор с любой мощностью на 300–470 Ом. Резистор припаивается к одной ножке мультиметра. Затем нужно коснуться щупами выводов. Светодиод светится, если плюсовой щуп касается анода, минусовой – катода.

Важно! Без резистора можно обойтись, если для тестирования используется батарейка на 3 В от настенных часов или системной платы компьютера. При токе до 30 мА батарейка вставляется между выводами диода. Полярность полупроводника определяется по свечению.

Технической документации

Большой объем информации (размеры, цоколевку, электрические параметры) о полупроводниковом источнике света предоставляют производители в технической документации. Она выдается при покупке больших партий электронных элементов вместе с другой сопроводительной документацией. Если покупать один или несколько светодиодов, продавец техдокументацию не предоставит.

Если известна марка изделия, данные можно найти в справочниках и сети интернет.

На схеме полупроводниковый источник света обозначается пиктограммой в форме треугольника, на вершине которого начерчена линия, перпендикулярная основанию.  Вершина направлена на катод. Для обозначения светодиода используются 2 стрелки над изображением.

Основные выводы

То, что у любого диодного элемента есть анод и катод, знает большинство людей, показать их способны немногие. Зная все способы проверки, можно применять их по отдельности или комбинировать, так как ни один не идеален. Техническая документация и визуальный осмотр не позволяют определить работоспособность полупроводника. Тестер не всегда можно использовать для прозвона мощных источников света. Подключение к питанию дает самые точные результаты, но требует осторожности.

Чтобы лучше запомнить, как определить расположение диодного элемента по схеме, придуман простой способ:

Кроме букв на изображении можно увидеть стрелки, ток течет именно туда, куда они направлены.

Током называется движение частиц в определенном направлении. Какие это частицы (молекулы, атомы, электроны, ионы, дырки), неважно. Важно знать другое – ток всегда течет от плюса к минусу. Плюс – это много, минус – мало.

Если для тестирования используется батарейка, необходимо знать, как на ней обозначается плюс и минус. Плюс – длинная и тонкая «палочка», минус – кроткая и толстая.

Анод полупроводника подключается к выводу, обозначенному длинной толстой «палочкой», катод – к выводу с короткой толстой. В анод ток входит, из катода выходит и возвращается на минус источника питания. При обратном подключении тока почти нет.

Если один из выводов полупроводника подключается к источнику переменного напряжения, из другого выходит ток с постоянным напряжением. Полярность зависит от того, как полупроводниковый элемент подключен. Если напряжение на аноде положительное, на выходе будет такое же. При положительном напряжении на катоде на выходе оно отрицательное.

Используемые источники:

• http://ledno.ru/svetodiody/polyarnost-led.html
• https://svetodiodinfo.ru/texnicheskie-momenty/polyarnost-svetodioda.html
• https://svetilnik.info/svetodiody/katod-i-anod-eto-plyus-ili-minus.html