Диоды относятся к классу полупроводников и считаются активными электронным компонентам (резисторы и конденсаторы - пассивными).
При подключении диода в цепь должна быть соблюдена правильная полярность. Чтобы было легко определить расположение катода и анода, на корпус или на один из выводов диода наносят специальные метки. Встречаются различные способы маркировки диодов, но чаще всего на сторону корпуса, соответствующую катоду, наносят кольцевую полоску.
Если маркировка диода отсутствует, то выводы полупроводниковых диодов можно определить с помощью измерительного прибора - как уже говорилось выше, диод пропускает ток только в одну сторону. Если измерительного прибора под рукой нет, можно использовать батарейку и маломощную лампочку так, как описано в приводящемся ниже эксперименте.
Работа диода
Работу диода можно наглядно представить при помощи простого эксперимента. Если к диоду через маломощную лампу накаливания подключить батарею так, чтобы положительный вывод батареи был соединен с анодом, а отрицательный - с катодом диода, то в получившейся электрической цепи потечет ток и лампочка загорится. Максимальная величина этого тока зависит от сопротивления полупроводникового перехода диода и поданного на него постоянного напряжения. Данное состояние диода назвается открытым, ток, текущий через него, - прямым током I пр , а поданное на него напряжение, из-за которого диод оказался в открытым, - прямым напряжением U пр .
Если выводы диода поменять местами, то лампа не будет светиться, так как диод будет находиться в закрытом состоянии и оказывать току в цепи сильное сопротивление. Стоит отметить, что небольшой ток через полупроводниковый переход диода в обратном направлении все же потечет, но в сравнении с прямым током будет настолько маленьким, что лампочка даже не среагирует. Такой ток называют обратым током I обр , а напряжение, создающее его,- обратным напряжением U обр .
В нейронных цепях BEAM-роботов диоды часто применяются при создании нейронов, моделирующих логическое сложение (элементы ИЛИ). Кроме того, в схемах BEAM-роботов иногда используются емкостные свойства диодов.
Упирается одним из своих углов. На диода х, маркированных по новому стандарту, это обозначение дополнительно как бы перечеркнуто - суть от этого не меняется. Посмотрите, как именно ориентировано обозначение относительно выводов диода : тому из них, который расположен ближе к треугольнику, соответствует анод, а тому, который расположен ближе к отрезку прямой - катод .
Если точно известен тип диода , а под рукой имеется справочник или даташит, определить полярность можно так. Посмотрите, около какого из выводов должна быть расположена точка (или несколько точек) либо окружность. Иногда по количеству или цвету точек можно дополнительно определить буквенный индекс диода пределах серии, а по нему, в свою очередь - максимальное обратное напряжение .
Если на диоде нет вообще никаких обозначений и все, что вам о нем известно - это прямой ток и обратное напряжение, определите его полярность следующим образом. Возьмите омметр (или многофункциональный прибор, обладающий такой функцией). Определите полярность напряжения на его щупах в режиме измерения сопротивления , используя в качестве образцового другой диод, цоколевка которого известна. Затем, подключая щупы к испытуемому диоду различными способами, определите расположение его электродов по аналогии.
Очень удобно использовать для определения цоколевки диодов использовать специальный пробник. Возьмите две пальчиковые батарейки , светодиод, резистор на 1 килоом и два щупа. Все детали соедините последовательно, а полярность включения диода определите экспериментально, чтобы при замыкании щупов он светился. Испытуемый диод подключите к щупам сначала в одной полярности, затем в другой. Когда светодиод светится, вывод диода , обращенный к минусу источника питания, является катод ным.
Любой диод меняет свою проводимость в зависимости от полярности приложенного к нему напряжения. Расположение же электродов на его корпусе указано не всегда. Если соответствующая маркировка отсутствует, определить, какой электрод подключен к какому выводу, можно и самостоятельно.
Инструкция
Первым делом, определите полярность напряжения на щупах того измерительного прибора, которым вы пользуетесь. Если он многофункциональный, переведите его в режим омметра. Возьмите любой диод, на корпусе которого обозначено расположение электродов. На этом обозначении «треугольник » соответствует аноду , а «полосочка» - катоду. Попробуйте подключать щупы к диоду в различных полярностях. Если он проводит ток, значит , щуп с положительным потенциалом подключен к аноду, а с отрицательным - к катоду. Помните, что полярность в режиме измерения сопротивления на стрелочных приборах может отличаться от той, которая указана для режимов измерения напряжения и тока. А вот на цифровых приборах она обычно одинакова во всех режимах, но осуществить проверку все равно не помешает.
Если проверяется вакуумный диод с прямым накалом, прежде всего, найдите у него сочетание штырьков, между которыми ток проходит независимо от полярности подключения измерительного прибора. Это - нить накала , она же является и катодом. По справочнику найдите номинальное напряжение накала диода . Подайте на нить накала постоянное напряжение соответствующей величины. Щуп прибора, на котором находится отрицательный потенциал , подключите к одному из штырьков нити накала, а положительным щупом прикасайтесь по очереди к остальным выводам лампы. Обнаружив штырек, при прикосновении щупа к которому отображается сопротивление, меньшее бесконечности, сделайте вывод, что это - анод. Мощные вакуумные диоды с прямым накалом (кенотроны) могут иметь два анода.
У вакуумного диода с косвенным накалом подогреватель изолирован от катода. Найдя его, подайте на него переменное напряжение, действующее значение которого равно указанному в справочнике. Затем среди остальных выводов найдите два таких, между которыми при определенной полярности проходит ток. Тот из них, к которому подключен щуп с положительным потенциалом, является анодом, противоположный - катодом. Помните, что многие вакуумные диоды с косвенным накалом имеют по два анода, а некоторые - и два катода.
Полупроводниковый диод имеет всего два вывода. Соответственно, прибор к нему можно подключить всего двумя способами. Найдите такое положение элемента , при котором ток через него проходит. Щуп с положительным потенциалом при этом окажется подключенным к аноду, а с отрицательным - к катоду.
Светоизлучающий диод, в отличие от лампочки, работает только при соблюдении полярности. Но на самом приборе она обычно не указана. Определить расположение выводов светодиода можно опытным путем.
Инструкция
Изготовьте прибор для проверки полярности светодиодов . Для этого возьмите батарейный отсек на три элемента AA, резистор сопротивлением в 1000 Ом и два щупа: красный и черный. Отрицательный вывод батарейного отсека соедините напрямую с черным щупом, а положительный - через резистор с красным щупом. Поместите прибор в подходящий корпус. Вставьте в отсек батарейки.
Чтобы проверить светодиод, подключите к нему щупы сначала в одной полярности, а затем, если он не засветится, в другой. Когда диод светится , черный щуп подключен к его катоду, а красный - к его аноду. Резистор в приборе выбран таким, чтобы свечение было неярким, зато можно было проверять даже самые маломощные светодиоды.
Изготовьте для хранения изготовленного вами прибора чехол. В нем предусмотрите места для раздельного хранения щупов. Это необходимо для того, чтобы они при переноске не замкнулись между собой. Замыкание не повредит прибору, но если держать щупы замкнутыми долго, элементы питания постепенно разрядятся через резистор.
Определив полярность светодиода, в дальнейшем не подавайте на него обратное напряжение. Вероятность выхода его из строя при этом невелика, но она имеется.
Если вы приобрели большое количество светодиодов одного типа, определите полярность лишь нескольких из них. Убедитесь, что у всех них цоколевка одинакова. В дальнейшем для экономии времени определяйте полярность светодиодов перед впайкой по форме и длине выводов. Но так поступайте лишь в том случае, если вы точно уверены, что все диоды относятся к одному типу.
Никогда не используйте светодиоды без резисторов . Даже превышение тока через такой прибор всего в два раза способно сократить его срок службы почти в сто раз. Десятикратное превышение выведет его из строя мгновенно.
Видео по теме
Источники:
- полярность светодиода
Диод имеет два электрода, называемые анодом и катодом. Он способен проводить ток от анода к катоду, но не наоборот. Маркировка, поясняющая назначение выводов, имеется не на всех диодах .
Инструкция
Если маркировка имеется, обратите внимание на ее внешний вид и . Она выглядит как стрелка, упирающаяся в пластину. Направление стрелки совпадает с прямым направлением тока, протекающего через диод. Иными словами, стрелке соответствует анодный вывод, а пластине - катодный.
Аналоговые многофункциональные измерительные приборы имеют различную полярность напряжения, приложенного к щупам в режиме омметра. У некоторых из них она такая же, как в режиме вольтметра или амперметра, у других - противоположная. Если она вам неизвестна, возьмите диод, имеющий маркировку, переключите прибор в режим омметра, после чего подключите к диоду сначала в одной, а потом в другой полярности. При варианте, в котором стрелка отклоняется, запомните, какой электрод диода был подключен к какому из щупов. Теперь, подключая щупы в различной полярности к другим диодам, вы сможете определять расположение их электродов.
У цифровых приборов в большинстве случаев полярность подключения щупов во всех режимах совпадает. Переключите мультиметр в режим проверки диодов - рядом с соответствующим положением переключателя имеется обозначение этой детали . Красный щуп соответствует аноду, черный - катоду. В правильной полярности будет показано прямое падение напряжения на диоде, в неправильной же индицируется бесконечность.
Если под рукой измерительного прибора нет, возьмите батарейку от материнской платы, светодиод и резистор на один килоом. Соедините их последовательно, подключив светодиод в такой полярности, чтобы светодиод светился. Теперь включите в разрыв этой цепи проверяемый диод, экспериментально подобрав такую полярность, чтобы светодиод засветился снова. Вывод диода, обращенный к плюсу батарейки - анодный.
Если при проверке обнаружится, что диод постоянно открыт или постоянно закрыт, и от полярности ничего не зависит , значит он неисправен. Замените его, предварительно убедившись в том, что его выход из строя не обусловлен неисправностью других деталей. В этом случае сначала замените и их.
Обратите внимание
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.
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.
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.
Электрический ток, протекая через светодиод в прямом направлении, вызывает оптическое излучение. Обратное его включение в электрическую цепь не даст такого эффекта и даже может вывести светодиод из строя. Чтобы избежать неприятностей в эксплуатации, этот электронный компонент нужно протестировать, т. е. определить его полярность. Приведенные ниже методики определения вывода минуса и плюса чаще всего применяют для маломощных излучающих диодов в корпусе диаметром 3.5, 5.0, 10.0 мм.
Визуальное различие выводов анода и катода
Новый светодиод, как правило, имеет два вывода (ножки), один из которых немного длиннее другого. Длинный вывод – это анод. Его подключают к плюсу источника питания. Короткий вывод – это катод, который соединяют с минусом или общим проводом. Иногда вывод катода отмечают точкой или небольшим срезом на корпусе. Паяный светодиод или бывший в эксплуатации имеет укороченные ножки одной длины. В этом случае определить где плюс, а где минус нужно путём внимательного рассмотрения кристалла сквозь пластиковую линзу. Анод (плюс) выделяется гораздо меньшим размером контакта внутри линзы по сравнению с катодом. Контакт катода (минус), в свою очередь, напоминает флажок, на котором размещается кристалл.
При ремонте электронных блоков могут попадаться светоизлучающие диоды с нестандартной цоколевкой. Производитель может маркировать их со стороны ножек или делать утолщение одного из выводов. Иногда цоколевка таких светодиодов интуитивно не понятна, а особенное строение не позволяет визуально определить полярность. В таких случаях придётся прибегнуть к электрическому замеру.
Определение полярности источником питания
Для быстрого тестирования понадобится источник тока с напряжением от 3 до 6 вольт (батарейка или аккумулятор), резистор сопротивлением 300–470 Ом любой мощности и, непосредственно, светодиод. Ввиду малого значения обратного напряжения, не рекомендуется проверять светодиод от источника с напряжением больше 6 В. Резистор нужно подпаять к одной из ножек и затем коснутся контактов источника питания. Дотрагиваясь анодом к плюсу, а катодом к минусу, исправный излучающий диод будет светиться.
Работники ремонтных мастерских часто вооружаются севшими трёхвольтовыми батарейками из системной платы компьютера или настенных электронных часов (CR2032). Убедившись, что ток такой батарейки не превышает 30 мА, её кратковременно вставляют между выводами светодиода без резистора. Плюс и минус определяют по его свечению. 
Проверка мультиметром
Мультиметр – маленький помощник настоящего мастера. Его еще называют тестером за то, что он может диагностировать большинство электронных компонентов, выявить короткое замыкание, измерить основные электрические параметры. Проверка светодиода мультиметром даёт следующие преимущества и определяет:
- полярность (анод, катод);
- цвет свечения;
- пригодность к использованию.
Определить полярность светодиода можно одним из трёх способов. В первом случае, чтобы провести измерения, нужно установить переключатель тестера в положение «проверка сопротивления – 2 кОм» и кратковременно касаться щупами выводов. Когда красный (плюс) щуп коснётся анода, а чёрный (минус, подключенный к разъёму СОМ мультиметра) – катода, на экране мигнёт число в пределах 1600–1800. Такое тестирование неисправного полупроводникового прибора будет высвечивать на экране только единицу. Недостаток метода заключается в отсутствие засветки кристалла.
Второй способ подразумевает установку переключателя в положение «прозвонка, проверка диода». Касаясь красным щупом анода, а чёрным катода, светодиод слегка засветится. На экране отобразится число, величина которого зависит от типа и цвета излучающего диода. Третий способ позволяет обойтись без щупов. Для этого в тестере должен присутствовать отсек для проверки PNP и NPN транзисторов. К счастью, большинство моделей оснащено такой функцией. Для определения полярности понадобятся два гнезда с обозначением Е – эмиттер и С – коллектор. Как известно, на коллектор PNP-транзистора подают отрицательное смещение. Поэтому во время тестирования светодиода он засветится, если катод вставить в отверстие с надписью «С», а анод в отверстие с надписью «Е» отсека PNP. Определяя полярность в отсеке NPN, свечение исправного светодиода появится, если ножки поменять местами. Данный метод – самый быстрый и эффективный, а свечение достигает максимальной яркости. 
Щупами мультиметра можно протестировать и другие виды светодиодов. Например, в режиме прозвонки можно засветить отдельные сегменты светодиодного индикатора. Кроме одноцветных светодиодов, в пятимиллиметровом корпусе выпускают двухцветные и многоцветные аналоги. Причём они могут иметь 2, 3 или 4 вывода. Двухвыводные двухцветные светоизлучающие диоды визуально имеют сложную форму кристалла. При проверке тестером плюса и минуса они проводят ток в обоих направлениях, но светятся разными цветами. Определение полярности светодиода с 3 или 4 выводами заключается в поиске общего минуса или плюса, что зависит от производителя. Для этого щупами мультиметра перебирают выводы и фиксируют свечение кристалла.
Светодиод – полупроводниковый оптический прибор, пропускающий электрический ток в прямом направлении. При подключении инверсионно тока в цепи не будет, и, естественно, не произойдет свечения. Чтобы этого не случилось, нужно соблюдать полярность светодиода.
Светодиод на схеме обозначается треугольником в кружке с поперечной чертой – это катод, который имеет знак «-» (минус). С противоположной стороны находится анод, имеющий знак «+» (плюс).
В монтажных схемах должна присутствовать цоколевка (или распиновка) выводов для идентификации всех контактов соединения.
Как определить полярность диода, держа в руках крохотную лампочку? Ведь для правильного подключения нужно знать, где у него минус, а где плюс. Если распайка выводов будет попутана, схема не заработает.
Визуальный метод определения полярности
Первый способ определения – визуальный. У диода два вывода. Короткая ножка будет катодом, анод у светодиода всегда длиннее. Запомнить легко, так как присутствует начальная буква «к» и в том и другом слове.
Когда оба вывода согнуты или прибор снят с другой платы, их длину бывает сложно определить. Тогда можно попробовать разглядеть в корпусе небольшой кристалл, который выполнен из прозрачного материала. Он располагается на небольшой подставке. Этот вывод соответствует катоду.
Также катод светодиода можно определить по небольшой засечке. В новых моделях светодиодных лент и ламп применяются полупроводники для поверхностного монтажа. Имеющийся ключ в виде скоса указывает на то, что это отрицательный электрод (катод).
Иногда на светодиодах стоит маркировка «+» и «-». Некоторые производители отмечают катод точкой, иногда линией зеленого цвета. Если нет никакой отметки или ее трудно разглядеть из-за того, что светодиод был снят с другой схемы, нужно произвести тестирование.
Тестирование с применением мультиметра или аккумулятора
Хорошо, если под рукой есть мультиметр. Тогда определение полярности светодиода произойдет за одну минуту. Выбрав режим омметра (измерение сопротивлений), нетрудно произвести следующее действие. Приложив щупы к ножкам светодиода, производится замер сопротивления. Красный провод должен подключаться к плюсу, а черный – к минусу.
При правильном включении прибор выдаст значение, примерно равное 1,7 кОм, и будет наблюдаться свечение. При обратном включении на дисплее мультиметра отобразится бесконечно большая величина. Если проверка показывает, что в обе стороны диод показывает малое сопротивление, то он пробит, и его следует утилизировать.
В некоторые приборах существует специальный режим. Он предназначен для проверки полярности диода. Прямое включение будет сигнализировать подсветкой диода. Этот метод подходит для красных и зеленых полупроводников.
Синие и белые светодиоды выдают индикацию только при напряжении более 3 вольт, поэтому нельзя достигнуть нужного результата. Для их тестирования можно использовать мультиметры типа DT830 или 831, в которых предусмотрен режим определения характеристик транзисторов.
Используя PNP-часть, один вывод светодиода вставляют в коллекторное гнездо, второй – в эмиттерное отверстие. В случае прямого подключения появится индикация, инверсионное включение не даст подобного эффекта.
Как определить полярность светодиода, если под рукой нет мультиметра? Можно прибегнуть к обычной батарейке или аккумулятору. Для этого понадобится еще любой резистор. Это нужно для защиты светодиода от пробоя и выхода из строя. Последовательно соединенный резистор, величина сопротивления которого должна быть примерно 600 Ом, позволит ограничить ток в цепи.
И еще несколько советов:
- если известна полярность светодиода, впредь нельзя подавать на него обратное напряжение. В противном случае есть вероятность пробоя и выхода из строя. При правильной эксплуатации светодиод будет служить исправно, так как он долговечен, а также его корпус хорошо защищен от попадания влаги и пыли;
- некоторые типы светодиодов чувствительны к воздействию статического электричества (синие, фиолетовые, белые, изумрудные). Поэтому их нужно предохранять от влияния «статики»;
- при тестировании светодиода мультиметром желательно это действие произвести быстро, касание к выводам должно быть кратковременным, чтобы избежать пробоя диода и вывода его из строя.