Как определить полярность светодиода

Светоизлучающие диоды (СИД) — это полупроводниковые приборы, способные излучать видимый свет при протекании электрического тока в одном направлении. Однако, чтобы устройство работало, оно должно быть правильно подключено. А для того чтобы это сделать, нужно определить полярность диода, то есть — где у диода плюс, а где минус.

Самый простой способ выяснить полярность устройства — по схеме. Стандартное обозначение светодиода — треугольник, который опирается на катод (вертикальная линия, знак «-«), анод (знак «+») находится на противоположной стороне.

Светодиод на принципиальной схеме

Но если нет схемы, только само устройство — как определить, где плюс, а где минус? Это можно сделать по внешнему виду, или с помощью каких-то простых манипуляций, или с помощью инструментов. Как это определить, зависит как от типа устройства и его состояния, так и от производителя. В этой статье будут рассмотрены все существующие методы.

Суть понятия «полярность светодиода»

В диоде можно выделить следующие части:

• Кристалл;
• Анод — подает положительный заряд на кристалл;
• Катод — накладывает отрицательный заряд на кристалл;
• Диффузор;
• Отражатель.

Светодиодный дизайн

Кристалл — это слои полупроводникового материала, в одном из которых больше отрицательных частиц (слой n), а в другом преобладают положительные частицы (слой p). Когда электрический ток проходит от p-слоя к n-слою, возникает люминесценция. Поэтому при подключении светодиода в цепь очень важно учитывать его полярность и подключать «+» источника к аноду, а «-» — к катоду, иначе он просто не будет работать.

Виды светодиодов

Диоды можно классифицировать различными способами. Но чтобы определить полярность, важно знать, какими они бывают по конструкции:

1. DIP — цилиндрическая лампа, содержащая кристалл на длинных «ножках», которые являются катодом и анодом. Чаще всего он используется для индикаторных целей. Они характеризуются малым углом освещения (20-120 градусов), низким световым потоком и снижением яркости до 70 процентов во время работы.
2. Spider Led — это диод типа DIP с 4 выводами. Этот диод обладает лучшим теплоотводом и надежностью. Он используется в автомобильной промышленности и для освещения.
3. SMD — это современный тип светодиодов. Конструктивное отличие заключается в том, что ИС устанавливается непосредственно на подложку, на которой находится теплоотвод. Они очень прочны, имеют небольшие размеры и высокую светоотдачу.

СВЕТОДИОДЫ DIP

SMD светодиоды

Как определить полярность светодиода

Определить полярность светодиода, в зависимости от типа и конструкции, можно следующим образом:

• по своему внешнему виду;
• С помощью тестера;
• С помощью источника питания.

Как определить полярность светодиода по внешнему виду.

Полярность светодиода можно определить визуально по различным признакам. Если это неиспользуемый DIP, то длинная ножка — анод (плюс), короткая — катод (минус). Запомнить его можно довольно легко: K — короткий — катод.

У некоторых производителей катод маркируется точкой или небольшой выемкой на корпусе.

В случае, если DIP не новый, необходимо внимательно осмотреть кристалл под лампой. Анод имеет гораздо меньший размер контакта, чем катод. Катод шире и выглядит как флаг или чаша.

Катод и анод

На фотографии выше ножка катода короче, но размер контакта под лампой намного больше. Поэтому для определения полярности диода DIP мультиметр может не понадобиться. А как насчет SMD?

Полярность SMD-светодиода.

SMD-диоды сегодня активно используются практически во всем — от небольших фонариков до лампочек. Но вы не можете заглянуть внутрь их кристалла. Поэтому необходимо обращать внимание на внешние маркировки, на плату и на корпус.

Например, у некоторых производителей на одной стороне диода имеется маркировка в виде небольшого зазора. Контакты на стороне этого зазора являются катодом.

Метка катода на корпусе светодиода

Также на некоторых марках светодиодов производитель размещает пиктограмму в виде символов с указанием направления протекания тока. В этом случае вывод, на который указывает символ, будет катодом.

Символы на SMD светодиодах

Также стоит обратить внимание на плату, в которой установлен светодиод. Производитель часто оставляет подсказку в виде маленького знака плюс на схеме, на стороне анода.

Определение полярности диода тестером (мультиметром).

Мультиметр — это универсальный прибор, с помощью которого можно измерять напряжение, ток и сопротивление. Часто прибор имеет функцию проверки диодов.

Чтобы найти катод и анод, переключите мультиметр в режим тестирования и кратковременно коснитесь контактов один за другим. Когда красный щуп тестера коснется анода, а черный — катода, на дисплее появится число около 1600 мВ, а диод слегка засветится. В обратном, неправильном порядке тестер покажет единицу.

Мультиметр в режиме проверки диодов

Существует также другой способ определить, где находится плюс и минус на диоде, если тестер имеет возможность тестирования PNP-транзисторов, а диод имеет длинные контактные ножки. В этом случае вставьте одну ножку в отверстие с маркировкой ‘C’, а другую — в отверстие с маркировкой ‘E’. Если диод светится, то отверстие с маркировкой «C» является плюсом (анодом), а отверстие с маркировкой «E» — минусом (катодом). Это самый быстрый способ проверить полярность и работу компонента.

Если диод не имеет длинных ножек, можно использовать иглу или тонкую проволоку.

Как определить полярность при помощи подачи питания.

На первый взгляд, это один из самых простых способов определить, где находится плюс и минус диода. Подключите катод и анод устройства к источнику питания. Если он горит, значит, подключение правильное: на плюсовой стороне источника питания находится анод, на минусовой — катод.

Но если ток в цепи превышает 30 мА, а напряжение выше максимально допустимого, диод может просто выйти из строя. И даже если после проверки он все еще работает, срок его службы, скорее всего, сильно сократится. Безопаснее включить в цепь резистор, причем последовательно. Сопротивление резистора можно рассчитать по формуле:

R = (UBP — Uled)/I

Где:

• R — сопротивление резистора
• UBP — рабочее напряжение источника питания
• Uled — рабочее напряжение светодиода
• Ток в амперах (не мА, а амперах. 20мА == 0,02А)

Поскольку целью является не сборка электрической схемы, а только проверка полярности, ток можно условно принять равным 20 мА. Индекс сопротивления должен быть выше стандартного значения. Например, результат расчета составляет 515 Ом, поэтому выбираем резистор со значением 560 Ом.

Стандартные значения сопротивления приведены в таблице ниже.

Таблица стандартных значений резисторов

Падение напряжения светодиодов DIP-типа можно определить по цвету, в небольшом диапазоне значений. Поэтому для расчета сопротивления можно использовать онлайн-калькулятор сопротивления:

Калькулятор расчета сопротивления резистора.

Более простым вариантом было бы использование неработающего источника питания от материнской платы, т.е. «таблеточной» батарейки CR2032. Это даст достаточное напряжение, чтобы увидеть, где диод находится на плюсовой стороне, а где на минусовой. Однако убедитесь, что ток источника питания не превышает 30 мА. Если это невозможно, лучше включить в схему резистор, как указано выше.

Перед тестированием убедитесь, что ток питания не превышает 30 мА.

Неплохо было бы собрать простой тестер для проверки полярности светодиодов.

Диаграмма светодиодного тестера

Если полярность правильная, вы увидите, что диод загорится, когда вы подключите его к цепи. Ток в нем не будет превышать 6 мА, что безопасно для большинства устройств. Это имеет смысл для тех, кому приходится делать это часто.

Если у вас все получилось с первого раза, не экспериментируйте и подключите светодиод в обратном порядке, чтобы избежать дополнительного риска неудачи.

Как определить полярность по технической документации.

Этот метод можно использовать, если:

• Марка светодиода известна;
• Вы знаете марку оборудования и имеете документацию производителя с электрическими схемами.

Информацию о полярности диода всегда можно найти на электрических схемах, в технической документации, каталогах производителей или просто с помощью поисковой системы в Интернете.

Как определить полярность светодиода на видео

5 лучших способов тестирования светодиодов

Итоги

Определение полярности светодиода может быть основано на различных критериях. В некоторых случаях это довольно легко сделать на внешних этикетках или этикетках производителя. Однако, поскольку строгих критериев не существует, такой подход несет в себе определенный риск — многое зависит от производителя и состояния компонента. Самый надежный способ сделать это — мультиметр, который поможет вам точно определить, где находится плюс и минус светодиода.