Диод минус плюс: как определить, где у диода плюс и минус по обозначениям на схеме, внешнему виду и подаче тока

Содержание

Диод. Светодиод. Стабилитрон / Хабр

Не влезай. Убьет! (с)


Постараюсь объяснить работу с диодами, светодиодами, а также стабилитронами на пальцах. Опытные электронщики могут пропустить статью, поскольку ничего нового для себя не обнаружат. Не буду вдаваться в теорию электронно-дырочной проводимости pn-перехода. Я считаю, что такой подход обучения только запутает начинающих. Это голая теория, почти не имеющая отношения к практике. Впрочем, интересующимся теорией предлагаю эту статью. Всем желающим добро пожаловать под кат.


Это вторая статья из цикла электроники. Рекомендую к прочтению также первую, которая повествует о том, что такое электрический ток и напряжение.

Диод – полупроводниковый прибор, имеющий 2 вывода для подключения. Изготавливается, упрощенно говоря, путем соединения 2х полупроводников с разным типом примеси, их называют донорной и акцепторной, n и p соответственно, поэтому диод содержит внутри pn-переход. Выводы, обычно состоящие из луженой меди, называют анод (А) и катод (К). Эти термины пошли еще со времен электронных ламп и используются в письменном виде, для обозначения направленности диода. Гораздо проще графическое обозначение. Названия выводов диода запомнятся сами собой при применении на практике.


Как я уже писал, мы не будем использовать теорию электронно-дырочной проводимости диода. Просто инкапсулируем эту теорию до черного ящика с двумя зажимами для подключения. Примерно так же программисты инкапсулируют работу со сторонними библиотеками, не вдаваясь в е… подробности их работы. Или, например, когда, пользуясь пылесосом, мы не вдаёмся в подробности, как он устроен внутри, он просто работает и нам важно одно из свойств пылесоса – сосать пыль.

Рассмотрим свойства диода, самые очевидные:

  • От анода к катоду, такое направление называется прямым, диод пропускает ток.

  • От катода к аноду, в обратном направлении, диод ток не пропускает. (Вообще-то нет. Но об этом позже.)

  • При протекании тока, в прямом направлении, на диоде падает некоторое напряжение.


Возможно эти свойства вам и так хорошо известны. Но есть некоторые дополнения. Что же считать прямым, а что обратным направлением? Прямым называют такое включение, когда на аноде напряжение больше, чем на катоде. Обратное, наоборот. Прямое и обратное включение – это условность. В реальных схемах напряжение на одном и том же диоде может меняться с прямого на обратное и наоборот.

Кремниевый диод начинает пропускать хоть какой-либо значимый ток только тогда, когда на аноде напряжение будет больше примерно на 0,65 В, чем на катоде. Нет, не так. При протекании хоть какого-либо тока, на диоде образуется падение напряжения, примерно равное 0,65 В и выше.

Напряжение 0,65 В – называют прямым падением напряжения на pn-переходе. Это лишь примерная средняя величина, она зависит от тока, температуры кристалла и технологии изготовления диода. При изменении протекающего тока, она изменяется нелинейно. Чтобы как-то обозначить эту нелинейность графически, производители снимают вольтамперные характеристики диода. В мощных высоковольтных диодах падение напряжения может быть больше в 2, 3 и т.д. раза. Это означает, что внутри диода включено несколько pn-переходов последовательно.

Для определения падения напряжения можно использовать вольтамперную характеристику (ВАХ) диода в виде графика. Иногда эти графики приводятся в дата-листах (datasheets) на реальные модели диода, но чаще их нет. На первом мне попавшемся графике ниже приведены ВАХ КД243А, хотя это не важно, они все примерно похожи.


На графике Uпр – это прямое падение напряжения на диоде. Iпр – протекающий через диод ток. График показывает какое падение напряжения на диоде будет, при протекании n-го тока. Но чаще всего в даталистах не показываются реальные ВАХ, а приводится прямое падение напряжения, указанное при определенном токе. В английской литературе падение напряжения обозначается как forward voltage.

Как применять


Падение напряжения на диоде – для нас плохая характеристика, поскольку это напряжение не совершает полезной работы и рассеивается в виде тепла на корпусе диода. Чем меньше падение, тем лучше. Обычно падение напряжения на диоде определяют исходя из тока, протекающего через диод. Например, включим диод последовательно с нагрузкой. По сути это будет защита схемы от переплюсовки, на случай, если блок питания отсоединяемый. На рисунке ниже в качестве защищаемой схемы взят резистор 47 Ом, хотя в реальности это может быть все, что угодно, например, участок большой схемы. В качестве блока питания – батарея на 12 В.


Допустим, нагрузка без диода потребляет 255 мА. В данном случае это можно посчитать по закону Ома: I= U / R = 12 / 47 = 0,255 А или 255 мА. Хотя обычно потребление сферической схемы в вакууме уже известно, хотя бы по максимальным характеристикам блока питания. Найдем на графике ВАХ, указанный выше, падение напряжения для диода КД243А при 0,255 А протекающего тока, при 25 градусах. Оно равно примерно 0,75 В. Эти 0,75 В упадут на диоде, и для питания схемы останется 12 — 0,75 = 11,25 В — иногда может и не хватить. Как бонус, можно найти мощность, в виде тепла и потерь выделяющуюся на диоде по формуле P = I * U = 0,75 * 0,255 = 0,19 Вт, где I и U – ток через диод и падение напряжения на диоде.

Что же делать, когда график ВАХ недоступен? Например, для популярного диода 1n4007 указано только прямое напряжения forward voltage 1 В при токе 1 А. Нужно и использовать это значение, либо измерить реальное падение. А если для какого-либо диода это значение не указано, то сойдет среднее 0,65 В. В реальности проще это падение напряжения измерить вольтметром в схеме, чем выискивать в графиках. Думаю, не надо объяснять, что вольтметр должен быть включен на постоянное напряжение, если через диод течет постоянный ток, а щупы должны касаться анода и катода диода.

Немного про другие характеристики


В предыдущем примере, если перевернуть батарейку, я имею ввиду поменять полярность, см. нижний рисунок, ток не потечет и падение напряжения на диоде в худшем случае составит 12 В — напряжение батареи. Главное, чтобы это напряжение не превышало напряжение пробоя нашего диода, оно же обратное напряжение, оно же breakdown voltage. А также важно еще одно условие: ток в прямом направлении через диод не превышал номинальный ток диода, он же forward current. Это два основных параметра по которых выбирается диод: прямой ток и обратное напряжение.

Иногда в даталистах также указывается рассеиваемая мощность диодом или номинальная мощность (power dissipation). Если она указана, то ее нельзя превышать. Как ее посчитать, мы уже разобрались на предыдущем примере. Но если мощность не указана, тогда надо ориентироваться по току.

Говорят, что в обратном направлении ток через диод не течет, ну или почти не потечет. На самом деле через него протекает ток утечки, reverse current в английской литературе. Этот ток очень маленький, от нескольких наноампер у маломощных диодов до нескольких сот микроампер, у мощных. Также этот ток зависит от температуры и приложенного напряжения. В большинстве случаем ток утечки не играет никакой роли, например, в как в предыдущем примере, но, когда вы будете работать с наноамперами и поставите какой-либо защитный диод на входе операционного усилителя, тогда может случиться ой… Схема поведет себя совсем не так, как задумывалась.

У диодов так же есть некоторая маленькая паразитная емкость capacitance. Т.е., по сути, это конденсатор, параллельно включенный с диодом. Эту емкость надо учитывать при быстрых процессах при работе диода в схеме с десятками-сотнями мегагерц.

Также несколько слов по поводу термина «номинал». Обычно номинальные ток и напряжение обозначают, что при превышении этих параметров производитель не гарантирует работу изделия, если не сказано другое. И это для всех электронных компонентов, а не только для диода.

Что еще можно сделать


Применений диодов существует множество. Разработчики-радиоэлектронщики обычно выдумывают свои схемы из кусочков других схем, так называемых строительных кирпичиков. Вот несколько вариантов.

Например, схема защиты цифровых или аналоговых входов от перенапряжения:


Диоды в этой схеме при нормальной работе не пропускают ток. Только ток утечки. Но когда по входу возникает перенапряжение с положительной полуволной, т.е. напряжение входа становится больше чем Uпит плюс прямое падение напряжения на диоде, то верхний диод открывается и вход замыкается на шину питания. Если возникает отрицательная полуволна напряжения, то открывается нижний диод и вход замыкается на землю. В этой схеме, кстати, чем меньше утечки и емкость у диодов, тем лучше. Такие схемы защиты уже, как правило, стоят во всех современных цифровых микросхемах внутри кристалла. А внешними мощными сборками TVS-диодов защищают, например, USB порты на материнских платах.

Также из диодов можно собрать выпрямитель. Это очень распространённый тип схем и вряд ли кто-то из читателей про них не слышал. Выпрямители бывают однополупериодные, двухполупериодные и мостовые. С однополупериодным выпрямителем мы уже познакомились в нашем самом первом многострадальном примере, когда рассматривали защиту от переплюсовки. Никакими особыми плюсами не обладает, кроме плюса на батарейке. Один из самых важных минусов, который ограничивает применение схемы однополупериодного выпрямителя на практике: схема работает только с положительной полуволной напряжения. Отрицательное напряжение напрочь отсекает и ток при этом не течет. «Ну и что?», скажете вы, «Такой мощности мне будет достаточно!». Но нет, если такой выпрямитель стоит после трансформатора, то ток будет протекать только в одну сторону через обмотки трансформатора и, таким образом, трансформаторное железо будет дополнительно подмагничиваться. Трансформатор может войти в насыщение и греться намного больше положенного.

Двухполупериодные выпрямители этого недостатка лишены, но им необходим средний вывод обмотки трансформатора. Здесь при положительной полярности переменного напряжения открыт верхний диод, а при отрицательной – нижний. КПД трансформатора используется не полностью.


Мостовые схемы лишены обоих недостатков. Но теперь на пути тока включены два диода в любой момент времени: прямой диод и обратный. Падение напряжения на диодах удваивается и составляет не 0,65-1В, а в среднем 1,3-2В. С учетом этого падения считается выпрямленное напряжение.


Например, нам надо получить 18 вольт выпрямленного напряжения, какой трансформатор для этого выбрать? 18 вольт плюс падение на диодах, возьмем среднее 1,4 В, равно 19,4 В. Мы знаем из предыдущей статьи, что амплитудное значение переменного напряжения в корень из 2 раз больше его действующего значения. Поэтому во вторичной цепи трансформатора переменное действующее напряжение равно 19,4 / 1,41 = 13,75В. С учетом того, что напряжение в сети может гулять на 10%, а также под нагрузкой напряжение немного просядет, выберем трансформатор 230/15 В.

Мощность требуемого нам трансформатора можно посчитать от тока нагрузки. Например, мы собираемся подключать к трансформатору нагрузку в один ампер. Это если с запасом. Всегда оставляйте небольшой запас, в 20-40%. Просто по формуле мощности можно найти P = U * I = 15 * 1 = 15 ВА, где U и I – напряжение и ток вторичной обмотки. Если вторичных обмоток несколько, то их мощности складываются. Плюс потери на трансформацию, плюс запас, поэтому выберем трансформатор 20-40 ВА. Хотя часто трансформаторы продаются с указанием тока вторичных обмоток, но проверить по габаритной мощности не помешает.

После выпрямительного моста необходим сглаживающий конденсатор, на рисунке не показан. Не забывайте про него! Есть умные формулы по расчету этого конденсатора в зависимости от количества пульсаций, но порекомендую такое правило: ставить конденсатор 10000мкФ на один ампер потребления тока. Вольтаж конденсатора не меньше, чем выпрямленное без нагрузки напряжение. В данном примере можно взять конденсатор с номиналом 25В.

Диоды в этой схеме выберем на ток >=1А и обратное напряжение, с запасом, больше 19,4 В, например, 50-1000 В. Можно применить диоды Шоттки. Это те же диоды, только с очень маленьким падением напряжения, которое часто составляет десятки милливольт. Но недостаток диодов Шоттки – их не выпускают на более-менее высокие напряжения, больше 100В. Точнее с недавнего времени выпускают, но их стоимость заоблачная, а плюсы уже не так очевидны.

Светодиод


Внутри устроен совсем по другому, чем диод, но имеет те же самые свойства. Только еще и светится при протекании тока в прямом направлении.


Все отличие от диода в некоторых характеристиках. Самое важное – прямое падение напряжения. Оно гораздо больше, чем 0,65 В у обычного диода и зависит в основном от цвета светодиода. Начиная от красного, падение напряжения которого составляет в среднем 1,8 В, и заканчивая белым или синим светодиодом, падение у которых около 3,5 В. Впрочем, у невидимого спектра эти значения шире.


По сути падение напряжения здесь – минимальное напряжение зажигания диода. При меньшем напряжении, у источника питания, тока не будет и диод просто не загорится. У мощных осветительных светодиодов падение напряжения может составлять десятки вольт, но это значит лишь, что внутри кристалла много последовательно-параллельных сборок диодов.

Но сейчас поговорим об индикаторных светодиодах, как наиболее простых. Их выпускают в различных корпусах, наиболее часто в полуокруглых, диаметром 3, 5, 10 мм.


Любой диод светится в зависимости от протекающего тока. По сути это токовый прибор. Падение напряжения получается автоматически. Ток мы задаем сами. Современные индикаторные диоды более-менее начинают светиться при токе 1 мА, а при 10 мА уже выжигают глаза. Для мощных осветительных диодов надо смотреть документацию.

Применение светодиода


Имея лишь соответствующий резистор можно задать нужный ток через диод. Конечно, понадобится еще и блок питания постоянного напряжения, например, батарейка 4,5 В или любой другой БП.

Например, зададим ток 1мА через красный светодиод с падением напряжения 1,8 В.


На схеме показаны узловые потенциалы, т.е. напряжения относительно нуля. В каком направлении включать светодиод нам подскажет лучше всего мультиметр в режиме прозвонки, поскольку иногда попадаются напрочь китайские светодиоды с перепутанными ногами. При касании щупов мультиметра, в правильном направлении, светодиод должен слабо светиться.

Поскольку применен красный светодиод, то на резисторе упадет 4,5 — 1,8 = 2,7В. Это известно по второму закону Кирхгофа: сумма падений напряжения на последовательных участках схемы равно ЭДС батарейки, т.е. 2,7 + 1,8 = 4,5В. Чтобы ограничить ток в 1мА, резистор по закону Ома должен обладать сопротивлением R = U / I = 2,7 / 0,001 = 2700 Ом, где U и I – напряжение на резисторе и необходимый нам ток. Не забываем переводить величины в единицы СИ, в амперы и вольты. Поскольку выпускаемые номиналы сопротивлений стандартизованы выберем ближайший стандартный номинал 3,3кОм. Конечно, при этом ток изменится и его можно пересчитать по закону Ома I = U / R. Но зачастую это не принципиально.

В этом примере ток, отдаваемый батарейкой, мал, так что внутренним сопротивлением батареи можно пренебречь.

С осветительными светодиодами все тоже самое, только токи и напряжения выше. Но иногда им уже не требуется резистор, надо смотреть документацию.

Что-то еще про светодиод


По сути, светить – это основное назначение светодиода. Но есть и другое применение. Например, светодиод может выступать в качестве источника опорного напряжения. Они необходимы, например, для получения источников тока. В качестве источников опорного напряжения, как менее шумные, применяют красные светодиоды. Их включают в схему так же, как и в предыдущем примере. Поскольку напряжение батарейки относительно постоянное, ток через резистор и светодиод тоже постоянный, поэтому падение напряжения остается постоянным. От анода светодиода, где 1,8В, делается отвод и используется это опорное напряжение в других участках схемы.

Для более надежной стабилизации тока на светодиоде, при пульсирующем напряжении источника питания, вместо резистора в схему ставят источник тока. Но источники тока и источники опорного напряжения – это тема еще одной статьи. Возможно, когда-нибудь я ее напишу.

Стабилитрон


В английской литературе стабилитрон называется Zener diode. Все тоже самое, что и диод, в прямом включении. Но сейчас поговорим только про обратное включение. В обратном включении под действием определенного напряжения на стабилитроне возникает обратимый пробой, т. е. начинает течь ток. Этот пробой полностью штатный и рабочий режим стабилитрона, в отличие от диода, где при достижении номинального обратного напряжения диод просто выходил из строя. При этом, ток через стабилитрон в режиме пробоя может меняться, а падение напряжение на стабилитроне остается практически неизменным.


Что нам это дает? По сути это маломощный стабилизатор напряжения. Стабилитрон имеет все те же характеристики, что и диод, плюс добавляется так же напряжение стабилизации Uст или nominal zener voltage. Оно указывается при определенном токе стабилизации Iст или test current. Также в документации на стабилитроны указываются минимальный и максимальный ток стабилизации. При изменении тока от минимального до максимального, напряжение стабилизации несколько плавает, но незначительно. См. вольт-амперные характеристики.


Рабочая зона стабилитрона обозначена зеленым цветом. На рисунке видно, что напряжение на рабочей зоне практически неизменно, при широком диапазоне изменения тока через стабилитрон.

Чтобы выйти на рабочую зону, нам надо установить ток стабилитрона между [Iст. min – Iст. max] с помощью резистора точно так же, как это делалось в примере со светодиодом (кстати, можно также с помощью источника тока). Только, в отличие от светодиода, стабилитрон включен в обратном направлении.

При меньшем токе, чем Iст. min стабилитрон не откроется, а при большем, чем Iст. max – возникнет необратимый тепловой пробой, т.е. стабилитрон просто сгорит.

Расчёт стабилитрона


Рассмотрим на примере нашего рассчитанного трансформаторного БП. У нас есть блок питания, выдающий минимум 18 В (по сути там больше, из-за трансформатора 230/15 В, лучше мерить в реальной схеме, но суть сейчас не в этом), способный отдавать ток 1 А. Нужно запитать нагрузку с максимальным потреблением 50 мА стабилизированным напряжением 15 В (например, пусть это будет какой-нибудь абстрактный операционный усилитель – ОУ, у них примерно такое потребление).


Такая слабая нагрузка выбрана неспроста. Стабилитроны довольно маломощные стабилизаторы. Они должны проектироваться так, чтобы через них мог проходить без перегрева весь ток нагрузки плюс минимальный ток стабилизации Iст. min. Это необходимо, потому что ток после резистора R1 делится между стабилитроном и нагрузкой. В нагрузке ток может быть непостоянным, либо нагрузка может выключаться из схемы совсем. По сути это параллельный стабилизатор, т.е. весь ток, который не уйдет в нагрузку, примет на себя стабилитрон. Это как первый закон Кирхгофа I = I1 + I2, только здесь I = Iнагр + Iст. min.

Итак, выберем стабилитрон с напряжением стабилизации 15 В. Для установки тока через стабилитрон всегда необходим резистор (или источник тока). На резисторе R1 упадет 18 – 15 = 3 В. Через резистор R1 будет протекать ток Iнагр. + Iст. min. Примем Iст. min = 5 мА, это примерно достаточный ток для всех стабилитронов с напряжением стабилизации до 100 В. Выше 100 В можно принимать 1мА и меньше. Можно взять Iст. min и больше, но это только будет бесполезно греть стабилитрон.

Итак, через R1 течет Ir1 = Iнагр. + Iст. min = 50 + 5 = 55 мА. По закону Ома находим сопротивление R1 = U / I = 3 / 0,055 = 54,5 Ом, где U и I – напряжение на резисторе и ток через резистор. Выберем из ближайшего стандартного ряда сопротивление 47 Ом, будет чуть больше ток через стабилитрон, но ничего страшного. Его даже можно посчитать, общий ток: Ir1 = U / R = 3 / 47 = 0,063А, далее минимальный ток стабилитрона: 63 — 50 = 13 мА. Мощность резистора R1: P = U * I = 3 * 0,063 = 0,189 Вт. Выберем стандартный резистор на 0,5 Вт. Советую, кстати, не превышать мощность резисторов примерно Pmax/2, дольше проживут.

На стабилитроне тоже рассеивается мощность в виде тепла, при этом в самом худшем случае она будет равна P = Uст * (Iнагр + Iст.) = 15 * (0,050 + 0,013) = 0,945 Вт. Стабилитроны выпускают на разную мощность, ближайшая 1Вт, но тогда температура корпуса при потреблении около 1Вт будет где-то 125 градусов С, лучше взять с запасом, на 3 Вт. Стабилитроны выпускают на 0,25, 0,5, 1, 3, 5 Вт и т. д.

Первый же запрос в гугле «стабилитрон 3Вт 15В» выдал 1N5929BG. Далее ищем «datasheet 1N5929BG». По даташиту у него минимальный ток стабилизации 0,25 мА, что меньше 13 мА, а максимальный ток 100 мА, что больше 63 мА, т.е. укладывается в его рабочий режим, поэтому он нам подходит.

В общем-то, это весь расчёт. Да, стабилизатор это неидеальный, внутреннее сопротивление у него не нулевое, но он простой и дешевый и работает гарантировано в указанном диапазоне токов. А также поскольку это параллельный стабилизатор, то ток блока питания будет постоянным. Более мощные стабилизаторы можно получить, умощнив стабилитрон транзистором, но это уже тема следующей статьи, про транзисторы.

Проверить стабилитрон на пробой обычным мультиметром, как правило, нельзя. При более-менее высоковольтном стабилитроне просто не хватит напряжения на щупах. Единственное, что удастся сделать, это прозвонить его на наличие обычной диодной проводимости в прямом направлении. Но это косвенно гарантирует работоспособность прибора.

Еще стабилитроны можно использовать как источники опорного напряжения, но они шумные. Для этих целей выпускают специальные малошумящие стабилитроны, но их цена в моем понимании зашкаливает за кусочек кремния, лучше немного добавить и купить интегральный источник с лучшими параметрами.

Также существует много полупроводниковых приборов, похожих на диод: тиристор (управляемый диод), симистор (симметричный тиристор), динистор (открываемый импульсно только по достижении определенного напряжения), варикап (с изменяемой емкостью), что-то еще. Первые вам понадобятся в силовой электронике при постройки управляемых выпрямителей или регуляторов активной нагрузки. А с последними я уже лет 10 не сталкивался, поэтому оставляю эту тему для самостоятельного чтения в вики, хотя бы про тиристор.

Как определить полярность светодиода

Содержание

  1. Суть понятия «полярность светодиода»
  2. Виды светодиодов
  3. Как определить полярность светодиода
  4. Как определить полярность светодиода по внешнему виду.
  5. Полярность SMD-светодиода.
  6. Определение полярности диода тестером (мультиметром).
  7. Как определить полярность при помощи подачи питания.
  8. Калькулятор расчета сопротивления резистора.
  9. Как определить полярность по технической документации.
  10. Итоги

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.

 

Что такое диоды? Проверка диодов и их использование

Диоды — это электронные компоненты устройств, которые позволяют току легче и плавнее течь через любое устройство в определенном направлении. Он имеет два электрода, один известен как Анод , а другой — Катод. Полупроводниковые материалы , такие как Кремний и Германий , используются для изготовления диодов.

Использование диодов

Диоды используются для различных целей, таких как:

  • Выпрямитель
  • Регулятор напряжения
  • Переключатели
  • Генераторы
  • Ограничители сигналов, модуляторы и демодуляторы.

Существует большое количество полупроводниковых диодов различных номиналов, которые используются в электронных схемах в соответствии с требованиями. Диоды бывают разных форм, размеров и цветов.

На рисунке ниже показана форма BY 127 , который может безопасно проводить прямой ток силой 1 ампер с пиковым обратным напряжением 1000 В. Он зеленого цвета, а направление, в котором он может проводить ток, отмечено символом, как показано на рисунке. В этой же серии есть и другие диоды, такие как BY 118 и т. д.

На рисунке ниже показана форма диода 1N 4007 :

Он может безопасно проводить прямой ток 1 А при PIV 100 В. Он черного цвета. На одной стороне напечатана серебристая полоса, показывающая отрицательный конец (катод) диода. В этой же серии остальные диоды 1N 4001, 1N 4002. 1N 4003, 1N 4004 и т. д. Другой диод той же серии — 1N 5406 , который может выдерживать ток 6 А при PIV 200 В.

На рисунке ниже показана форма OA 79 диод. Он сделан из прозрачного стекла. Красная метка на корпусе (стрелка) обозначает положительный вывод. Другой диод той же серии — OA 80, OA 85 и т. д.

На рисунке ниже показана форма силового диода D 1604 N . Он имеет металлический корпус и может выдерживать большую мощность. Он может безопасно проводить ток 16 А с PIV 400 В. Еще силовой диод 10 KLR 12 , который может проводить ток 10 А при PIV 1200 В.

Проверка клемм диода

Если символ или метка на корпусе диода, показывающая полярность его клемм, отсутствует или стерта, то Полярность клеммы можно определить с помощью омметра или мультиметра.

На приведенном ниже рисунке показано, что полярность клемм батареи, содержащейся в омметре, отражается на выводах омметра.

Отведение P положительное, а Q отрицательное. Чтобы проверить вывод диода, его подключают к выводам P и Q, как показано на рисунке выше. Если диод проводит, а измеритель показывает отклонение, то вывод А диода положительный (анод), а В отрицательный (катод).

Однако, если диод не проводит ток и в омметре нет отклонения, клеммы диода, как и прежде, противоположны.

Ориентация диода… да? | Телекастер Гитарный Форум

JavaScript отключен. Для лучшего опыта, пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, прежде чем продолжить.