Как правильно ставить диод

Как определить, какой стороной должен быть подключен диод

wikiHow работает по принципу вики, а это значит, что многие наши статьи написаны несколькими авторами. При создании этой статьи над ее редактированием и улучшением работали, в том числе анонимно, 10 человек(а).

Количество просмотров этой статьи: 37 726.

Диод — это двухэлектродный электронный элемент, который проводит ток в одном направлении и не пропускает его с другого. Диод также называют выпрямителем, который преобразует переменный ток в постоянный. Поскольку диоды, по сути, являются «односторонними», важно, чтобы вы умели определять, где какой конец. Обычно достаточно взглянуть на маркировку диода, но если она стерлась или не была нанесена изначально, проверьте диод мультиметром.

Диод: анод и катод, полярность

Диод – популярный элемент, использующийся в электротехнике и выполняющий роль светоиндикатора. Для его правильной работы и излучения света он должен быть подключен правильно, с соблюдением полярности. Определить её можно несколькими способами: с помощью мультиметра, обычной батарейки или блока питания от мобильного телефона. Существует ещё несколько вариантов нахождения катода и анода диода. Однако в отличие от ранее упомянутых методов, они не дают 100% гарантии точного результата.

Почему нужно уметь отличать анод от катода

Определение «плюса» и «минуса» светодиода необходимо для проверки имеющейся пиктограммы там, где она отсутствует. Часто это случается на новых, «б-ушных», выпаянных из старых схем, диодах. В этом случае нет никакой гарантии, что производитель дешевых элементов не ошибся в их маркировке. Поэтому гарантии соответствия имеющейся маркировки никакой нет.

Подключение без проведения предварительного тестирования может завершиться пробивкой LED и не работающей электрической цепью. Произойдёт это из-за того, что ток диода движется в одном направлении (кроме двухцветников, моргающих светодиодов или ИК). Только верная распайка позволит получить нормальную, рабочую электросхему.

Важно! Точное определение, где у диода анод и катод позволяет собирать правильные электрические цепи, исключить вероятность пробивки LED или моргания светодиодов.

Виды диодов

Светодиодные элементы делятся на 2 объёмных вида: полупроводниковые и неполупроводниковые. Устройство первого подразумевает небольшую ёмкость с выкачанным воздухом и двумя электродами внутри:

• Плюсовым, обладающим электропроводностью P.
• Минусовым, обладающим электропроводностью N.

Неполупроводниковые диоды делятся в свою очередь ещё на 2 группы:

• Вакуумные (кенотроны), построенные по принципу лампы, имеющей 2 электрода, где один из них представлен как нить накаливания. В приоткрытом положении движение электронов осуществляется в сторону от полюса к минусу. В закрытом положении траектория перемещения изменяется в противоположную сторону или приостанавливается.
• Наполненные газом (стабилитроны с тлеющим либо коронным зарядом игнитронов и газотронов). Из объёмного списка элементов наибольшая популярность присуща газотронам с дуговым зарядом (стабилитронам). Внутрь них закачивается инертный газ, помещаются оксидные термокатоды. Ключевой особенностью таких светодиодов является возможность к выдаче высокого напряжения на выходе и способность функционировать с напряжением, значение которого может достигать нескольких десятков ампер.

Важно! Величина сопротивления в закрытом положении непосредственно связана со значением прямого тока. Если оно высокое, то сопротивление будет низким.

Классификация и система обозначений

Параметры, влияющие на классификацию диодов

Классификация диодов зависит от целого ряда факторов. В частности, это касается следующих условий:

• Физических свойств.
• Основных электрических параметров.
• Конструктивно-технологических признаков.
• Род полупроводников.

Принадлежность к тому или иному типу показывается по принципу системы условных обозначений. Периодически она обновляется с дополнением новых подвидов. В большинстве случаев маркировка осуществляется посредством использования буквенно-цифровых кодов.

Советская маркировка

Системы буквенно-цифровых сокращений диодов, использующиеся в электротехнике советской эпохи, неоднократно изменялась. Однако, наибольшей популярностью пользовался способ, параметры которого прописаны в ГОСТ 11.336.919-81. К примеру, как это показано в списке, приведённом на изображении.

В качестве примера можно привести такие обозначения:

• ВИ 121.
• ДГ 805 А.
• ЦК 504Ж.

Помимо этого, система аббревиатур подразумевает использование дополнительных значений с целью конфигурации независимого конструктивно-технологического свойства изделия.

Важно! На текущий момент, в отношении диодов, произведённых на территории РФ, распространяются требования вышеупомянутого государственного стандарта ГОСТ 11.336.919-81.

Иностранные способы

Стандартизация распознавания и маркировки диодов за границей РФ не практикуется. По этой причине, в разных странах действуют собственные правила. Например, в США действует система, внедрённая комитетом инженерной стандартизации полупроводниковой продукции Electronic Industries Alliance и Joint Electron Devices Engineering Council (EIA/JEDEC).

На территории ЕвроСоюза используются иные способы, маркирующиеся под аббревиатурой европейских принципов обозначения и регистрации типов компонентов – Pro Electron. В соответствии с требованиями документа диоды обозначаются двумя буквами и цифровым кодом. Полная распиновка сокращений приведена на следующем изображении.

Другие способы

К другим распространённым системам маркировки относят:

• GD-серию, в которую входят германиевые диоды, например GD9. Методика относится к старым и не применяющимся в современной промышленности.
• OA-серию с аналогичными германиевыми диодами, разработанными компанией Mullard.

Полезно! Помимо этого, существует объёмный перечень производителей, пользующихся собственными системами кодировок.

Популярные светодиоды

Как уже упоминалось, классификация современных светодиодов происходит с учётом их мощности, цвета, типа корпуса и целого ряда других признаков. Самыми распространёнными являются маломощные элементы в корпусах DIP или SMD, диаметром 3,5-10 мм.

Вышеупомянутые параметры могут отличаться в зависимости от мощности и предназначения лампочек. Например, в фонариках, светодиодных лентах, светильниках их мощность может варьироваться в диапазонах от 0,5 Вт до 1 Вт и более.

• Светодиод DIP представлен в виде маленькой лампочки с ножками, которые служат для определения полярности. Обратите внимание маркировка ряда производителей может не совпадать с реальной.
• Светодиод SMD отличается усложнённой процедурой определения анода и катода. Поэтому довольно часто мастера полагаются на адекватную информацию производителя, отмечающего катод пиктограммой или посредством среза/ скоса на корпусе.

Наглядный пример самостоятельного определения катода и анода на светодиоде данного типа, показан на представленных изображениях.

Способы определения полярности

Найти катод и анод на диоде можно несколькими способами. Причём каждый из них отличается степенью надёжности. Из методов, подразумевающих применение приборов выделяют такие:

• Замер мультиметром.
• Подача на резистор напряжения с ограничением (подключение независимого источника питания).
• Путём подключения осциллографа.

Такие методы хорошо зарекомендовали себя на диодах с малой и средней мощностью и обычным характером свечения. К другим, простым и популярным способам относят:

• Изучение прилагаемых технических документов.
• Изображение полярности на схематичном изображении.

Важно! Напоминаем о возможной ошибочной маркировке или несоответствующих сведениях в документации. Происходит такое достаточно часто.

Самые популярные, но, к сожалению, ошибочные методы определения:

• По длине ножек.
• По величине деталей внутри корпуса.
• По срезу.
• По маркировке.

Эти варианты относятся к самым простым и приводящим к ошибочному определению полярности. Поэтому использовать их на практике крайне не рекомендуется.

Мультиметр

Это самый надёжный способ найти на светодиоде анод или катод. Одновременно с определением полярности мультиметр послужит для выявления исправности и цвета свечения элемента. Достижение результат возможно 3 способами:

• Проверка LED при включенном режиме «Проверка сопротивления 2 кОм». При прикосновении красного щупа к аноду, на экране отображается 1 600-1 800 Ом. Если «плюсовой» контакт коснётся катода – экран покажет 1. Это обозначает, что щупы мультиметра необходимо поменять местами. Неисправность диода отразится в том случае, если смена полярности щупов не даст нужного результата (1 600-1 800 Ом). Определить свечение таким образом не удастся.
• Замер в режиме «Прозвонка, проверка диода» осуществляется прикосновением красного контакта к аноду, а черного к катоду и сопровождающимся свечением. На экране должно появиться значение от 500 до 1 200 мВ.
• Измерение без щупов выполняется при наличии на мультиметре транзисторов типа PNP NPN. В этом случае используются гнёзда, промаркированные буквой «С» и «Е». Подключение диода в PNP режиме и установке катода в разъём «С», а анода – в «Е», диод начнет светится. Такое свечение означает верное определение. Подключение в NPN сопровождается обратным подключением контактов и соответствующей, аналогичной подсветкой.

Полезно! При отсутствии длинного вывода на диоде и невозможности подсоединения к мультиметру, в разъём можно установить швейные иглы. Тем самым вы увеличите контакт и сможете выполнить все вышеописанные манипуляции.

Источник питания

Не менее надёжный метод поиска полярности и определения анода у диода. Методика также позволяет выявить неисправный элемент на начальном уровне. В качестве источника тока рекомендуется воспользоваться блоком питания с плавной регулировкой. После подсоединения светодиода нужно равномерно поднимать напряжение. По достижении значения 3-4 В элемент должен начать излучать свечение. Если этого не произошло, полярность не соответствует действительной.

Отсутствие регулируемого блока питания не повод прекратить измерения. В качестве альтернативы возможно использование алкалиновых батарей или аккумулятора от мобильника. Обратите внимание, напряжение на большинстве АКБ достигает 12 В, что не позволяет прямое присоединение светодиода. Для снижения показателя в электрическую цепь впаивается резистор, обладающий соответствующим искомому значением сопротивления. Соединяется он с одним из контактов диода.

Полученная конструкция замыкается на выводы элемента питания. При верной полярности, диод загорится. В противном случае следует сменить полярность собранного приспособления и повторить попытку. Отсутствие свечения и в этом случае означает неисправность диода.

Аналогом резистора может быть батарейка плоского типа от наручных часов или «материнки» типа CR2032. Такие источники не выдают напряжение выше 6 В, что является допустимой величиной для светодиодов. Батарейка зажимается между выводов диода, а по результатам свечения определяется полярность и работоспособность.

Другие способы

Обратите внимание, все перечисленные далее способы не дают 100% гарантии точного результата, что может привести к неправильно собранной электрической цепи.

Первый способ подразумевает определение полярности диода методом визуального осмотра. В большинстве случаев катод имеет короткий штырёк, анод – длинный. Однако при неоднократных перепаиваниях длина ножек может измениться в любую сторону. Также не исключён вариант подключения по способу, практикуемом на том или ном производстве. А он также может отличаться от вышеупомянутых условий.

Полезно! На представленном изображении приведён пример того, как может происходить самостоятельное определение полярности светодиода. Треугольник на нём обозначает анод, вертикальная черта – катод. Двойная стрелочка символизирует свечение.

Ещё один способ – довериться маркировке на корпусе. Такое решение тоже не даёт полной гарантии соответствия. Производитель может легко утолстить любую из ножек диода, а также установить неверную маркировку. Аналогичная ситуация касается и ситуации, когда определение катода осуществляется с оглядкой на скос или техническую документацию устройства. В последнем случае расшифровка контактов может быть приведена в двух вариантах:

• В письменном описании.
• В изображении на электрической схеме.

Важно! Ошибка может проявиться даже в том случае, если при покупке партии диодов вы попросите продавца предоставить технические документы на товар.

Заключение

Знание полярности диода, а точнее: где находится катод и анод, позволяет безошибочно собрать электросхему с гарантией того, что после подключения к питанию, диод не перегреется и продолжит функционировать. Фактически, в определении полярности элемента нет ничего сложного. Справиться с задачей по силам даже человеку, никогда раньше не сталкивающемуся с подобными заданиями.

Светодиоды: виды и схема подключения

Светодиодами называют полупроводниковые приборы, которые при подаче напряжения создают оптическое излучение. Их международное буквенное обозначение – LED (LightEmittingDiode).

Содержание статьи

Устройство светодиода

Хотя и существует множество светодиодов, самая распространённая форма состоит из 5-миллиметрового полимерного корпуса с линзой, медного или алюминиевого основания, катода, параболического рефлектора (отражателя) и кристалла, который соединяется с анодом при помощи тонкой золотой проволоки.

Как работает светодиод?

Принцип работы изделия основывается на взаимодействии двух полупроводников, положительного и отрицательного типа (p-n-переход). Когда электрический ток проходит через полупроводники, в месте соприкосновения выделяется энергия, излучающая свет. Это обусловлено переходом от одного типа проводимости к другому, когда ионы положительно заряженных дырок соединяются с отрицательными зарядами электронов.

Виды и основные параметры светодиодов

На схеме светодиод обозначается как обычный диод с двумя параллельными стрелками, направленными наружу и указывающими на его излучающий характер. В продаже имеется большое количество типов светодиодов, которые различаются между собой функциональным назначением, конструкцией, мощностью, цветом свечения и другими свойствами.

По назначению светодиоды разделяют на два вида – индикаторные и осветительные.

• светодиоды SMD;
• сверхъяркие Super Flux “Piranha”;
• DIP светодиоды (Direct In-line Package);
• Straw Hat («соломенная шляпа»).

• COB (Chip On Board) светодиоды;
• SMD LED;
• филаментные (Filament LED).

Индикаторные светодиоды отличаются малой мощностью и умеренной яркостью свечения. Используются для цветовой индикации режимов работы различных приборов и оборудования, а также для подсветки дисплеев и приборных щитов. Разновидности индикаторных светодиодов:

• DIP-светодиоды. Кристалл-излучатель находится в выводном корпусе, который чаще всего представляет собой выпуклую линзу. Минус – малый угол рассеивания излучения.
• «Пиранья» – излучатель сверхвысокой яркости с четырьмя выводами, обеспечивающими его удобное крепление на плате. Востребован для подсветки приборов в автомобилях и в рекламных вывесках.
• «Соломенная шляпа». Цилиндрический двухвыводный прибор со значительным углом рассеивания излучения и увеличенным диаметром линзы. Применяется в декоративных конструкциях и светосигналах тревоги.
• SMD-светодиоды. Приборы сверхвысокой яркости располагаются в корпусах, рассчитанных на SMT-монтаж. В их маркировке указываются размеры в дюймах (их сотых долях) или в мм. На базе SMD-светодиодов изготавливаются светодиодные ленты.

Осветительные светодиоды встречаются в конструкции фонарей, фар, лент. Отличаются мощностью и яркостью свечения. Большинство осветительных приборов размещают в корпусах для SMT-монтажа. Изготавливаются в двух разновидностях белого цвета:

• cool white – холодный;
• warm white – теплый.

Осветительный SMD-светодиод представляет собой теплоотводящую подложку, на которой смонтирован излучающий кристалл, обработанный люминофорным составом.

Применение светодиодов

Такая продукция активно применяется в разных областях: световая реклама, домашние и промышленные осветительные приборы, автомобильная светотехника, светофоры и дорожные знаки, дизайн помещений, ландшафтная и архитектурная подсветка, а также многое другое.

• значительная длительность эксплуатации;
• экологическая безопасность;
• высокая надежность и безотказность;
• экономия электроэнергии;
• высокое качество освещения;
• низкие эксплуатационные расходы.

Основные правила подключения светодиодов

Конструкция светодиодов рассчитана на их подключение только к источникам постоянного тока с соблюдением полярности. Существует три варианта определения полярности:

• По длине ножки (кроме SMD). Более длинная ножка является катодом, а короткая – анодом. В SMD-светодиодах имеется срез (ключ), который всегда располагается ближе к катоду.
• С помощью мультиметра. Прибор устанавливают в режим «Прозвонка». Красный и черный щупы устанавливают на выводы. Если прибор засветился, то, значит, что красный щуп был подключен к аноду, а черный – к катоду. Если свечение не возникло, значит, надо поменять положение щупов. Если результат не изменился (свечение отсутствует), значит, прибор вышел из строя.

Основные характеристики светодиодов

Две главные характеристики, указываемы в паспорте светоизлучающего прибора:

• Падение напряжения на приборе. Типичное значение – 3,2 В. Также для каждого светодиода существуют максимально допустимые напряжения Umax и Umaxобр – для прямого и обратного включений.
• Номинальный ток. Обычно эти приборы рассчитаны на силу тока в 20 мА.

Способы подключения

Простейший вариант – подключение к низковольтному источнику постоянного тока.

Самый удобный и безопасный вариант – подключить светодиод к батарейке или аккумулятору с помощью включения в схему маломощного резистора. Его функция – ограничение тока, протекающего через p-n-переход, определенным значением. Без этого элемента LED быстро утратит рабочие свойства.

Резистор выбирают по сопротивлению и мощности. Расчет сопротивления по формуле:

R = (Uпитания – Uпаспорт.)/Iном., Ом, в которой:

• Uпитания – напряжение электропитания, В;
• Uпаспорт. – падение напряжения, паспортное значение, В;
• Iном. – номинальный ток.

Полученное значение округляют в большую сторону до ближайшей номинальной величины из ряда Е24. После этого рассчитывают мощность, которую должен рассеивать резистор.

P = Iном. 2 х R, где R – выбранное по таблице значение сопротивления.

Провести все эти действия можно быстро и просто с использованием онлайн-калькулятора.

Как подключить светодиоды к сети переменного тока 220 В через блок питания

Существует несколько типов блоков питания:

• Стабилизированные источники постоянного напряжения для светодиодов на 5 Вольт и 12 Вольт. При колебаниях параметров сети напряжение на выходе такого источника питания остается постоянным и равным заявленной в паспорте величине. LED-светильники подсоединяют через резисторы.
• Драйвер – импульсный блок питания со стабилизированным током. Характеристики, которые учитывают при его выборе: максимальное и минимальное выходное напряжение, выходной (рабочий) ток. В драйвере присутствует схема, стабилизирующая ток при скачках входного напряжения 220 В. При подключении светодиодного излучателя к драйверу резистор не требуется.

Способы создания схем из нескольких светодиодов – последовательное и параллельное соединение

При подключении нескольких светоизлучающих приборов к источнику питания может использоваться два варианта соединения – последовательное и параллельное.

Последовательное соединение представляет цепь полупроводниковых приборов, в которой катод первого излучателя спаян с анодом следующего – и так далее. Через все элементы последовательной цепи протекает ток одного значения, а падение напряжения суммируется. Мощность БП выбирается равной или превышающей сумму мощностей каждого элемента.

Минусы последовательного соединения:

• При значительном количестве элементов цепи необходимо выбирать БП большого вольтажа.
• При выходе из строя одного LED-диода перестает работать вся цепь.

В длинных лентах на 60-70 диодов на каждом элементе происходит падение напряжения примерно на 3 В, то есть такие ленты можно присоединять к сети 220 В через выпрямитель.

При параллельном подсоединении напряжение на всех элементах цепи будет равным, а суммируются токи каждого LED. Основная проблема в данном случае состоит в том, что LED-светильники, даже из одной партии, часто имеют различные характеристики. Поэтому, если поставить один общий резистор, на лампочки может подаваться ток разного значения, вследствие чего некоторые элементы будут светить слишком ярко, а некоторые – тускло. Решение проблемы – установка отдельных резисторов для каждого диода.

Минусы параллельного подключения:

• большое количество элементов цепи из-за необходимости использования индивидуальных резисторов для каждого диода;
• существенный рост нагрузки при перегорании одного LED-диода (если используется один мощный резистор на всю цепь).

Это самый подходящий вариант соединения светодиодов, поскольку он позволяет хотя бы частично скомпенсировать недостатки последовательного и параллельного подключений. В этом случае параллельно соединяются цепочки последовательно расположенных элементов. Этот способ применяется в современных елочных гирляндах или лентах. Преимущество такого решения: если даже выйдут из строя одна или несколько параллельных цепочек, остальные будут исправно светить.