Полярность светодиода: как определить катод и анод тремя методами

Содержание

• 1 Общие сведения о полярности светодиода, и почему это важно
  • 1.1 Современные светодиоды, которые наиболее часто используются в работе
  • 1.2 Как определить полярность диода
  • 1.3 Как определить полярность тестером (мультиметром)
  • 1.4 Как определить полярность путем подачи питания
  • 1.5 Как определить полярность по внешнему виду
  • 1.6 Определение полярности по технической документации
  • 1.7 Определяем, где плюс зрительно
• 2 Основные выводы

Профессионалы определяют минус и плюс у диода уже на автомате, пользуясь своими удобными методами. Чаще всего это прозвон тестером, тестирование транзисторными гнездами или подачей питания через резистор, ограничивающий силу тока. Иногда пpaктикуется визуальное определение, если речь идет о конкретных знакомых марках и новых изделиях. Поэтому профи в советах об определении анода и катода у LED не нуждаются. А вот любителям и новичкам данная статья пригодится. Расскажем о популярных способах определить самостоятельно, где у диода анод и катод, правильности этих манипуляций и подводных камнях самостоятельного тестирования.

Общие сведения о полярности светодиода, и почему это важно

Зачем вообще заниматься определением «+» и «-» у светодиодов, почему их нормально не промаркируют или не выработают единую систему маркировки? Сейчас LED настолько массово производятся по всему миру, и они так дешевы, что производителям ни к чему усложнять себе жизнь какой-то особой маркировкой или соблюдением правил. Сделали — и ладно! Поэтому доверять ли пиктограммам, визуальной разнице в деталях диодов — решает каждый на свой страх и риск.

Радиолюбителям и любителям «собрать paкету на коленке» приходится приспосабливаться под такие жесткие условия. Приобретая новый диод, получая выпаянный б/у, никогда со 100% гарантией не поймешь, где у него анод и катод, пока не проверишь прибором. Если подключить без тестирования, то можно пробить LED, а цепь не заработает, потому что у диода ток идет только в одну сторону (исключение — так называемые моргающие светодиоды, двухцветники и ИК). Правильная распайка выводов даст нормальную рабочую схему.

Современные светодиоды, которые наиболее часто используются в работе

Светодиоды различают по мощности, цветности, типу корпуса и т.п. Наиболее часто используются в схемах диоды в корпусе DIP и SMD с малой мощностью и диаметрами от 3.5 и 5.0 до 10.0 мм. Хотя последнее время «доноры» для LED (фонарики, ленты, светильники, элементы подсветки) увеличили мощность лампочек от 0,5 Вт до 1 Вт и выше.

В корпусе DIP светодиод представляет собой маленькую лампочку с ножками, по которым определяют полярность. Но цоколевка у разных производителей не всегда совпадает с действительностью.

В корпусе SMD определить анод и катод еще сложнее, приходится при визуальном тестировании полагаться на адекватность производителя, который помечает катод срезом/скосом на корпусе или пиктограммами. А такому способу обозначения полярности тоже нельзя довериться на 100%. Уж больно много выявляется неожиданных сюрпризов.

Как определить полярность диода

Для самостоятельного определения полярности у диода применяют несколько способов с разной степенью надежности. Методы с применением приборов:

• проверка тестером;
• подача тока с ограничением через резистор;
• встречается иногда и описание подключения осциллографа для этих целей.

Они отлично работают на элементах малой и средней мощности обычного хаpaктера свечения. Самые рабочие способы по адекватности результата.

Есть еще относительно надежные методы определения:

• по технической документации;
• по изображению полярности диода на схеме.

Стоит упомянуть недобросовестность производителей и недоступность документации при покупке в розницу. Этот способ узнать распиновку также не гарантирует точного определения плюса и минуса.

Совсем неудачные, но широко применяемые «народные» методы:

• определение по длине ножек;
• по размеру деталей внутри корпуса DIP;
• по расположению среза/скоса на корпусе SMD;
• по маркировке от производителя на диодах SMD и т.п.

Эти способы определения грешат неточностью, а иногда и вовсе невозможностью правильно узнать, где анод, а где катод у светодиода.

Как определить полярность тестером (мультиметром)

Чтобы узнать полярность у LED с помощью тестера (официальное название прибора мультиметр) используют несколько видов тестирования. Чем современнее тестер (цифровой), тем больше возможностей точно найти анод и катод на корпусе элемента, узнать его пригодность к работе (не пробит ли) и цвет свечения. Любой годный прибор покажет плюс и минус 3 разными способами:

• через режим «проверка сопротивления» (аналоговый тестер) ;
• через режим «прозвонка, проверка диода» (цифровой прибор) ;
• проверка через транзисторные гнезда отсеков PNP и NPN (любой, где они есть).

Начнем с самого простого и надежного. На современных аппаратах есть возможность проверки с помощью отсеков для тестирования PNP и NPN транзисторов. Удобно, что можно обойтись без щупов. Для определения полярности нужно взять лампочку в DIP корпусе и вставить ее в гнезда «C» и «E». Если попасть анодом в E-эмиттер, а катодом в C-коллектор, то не пробитый рабочий светодиод ярко засветится. Если нет свечения, то нужно переткнуть ножки, сменив гнезда. Если смена не помогла, значит диод неисправен. Для элементов в корпусе SMD в гнезда втыкают обычные швейные иголки или тонкие гвоздики, а затем прикладывают к корпусу, как бы добавляя к нему эти самодельные ножки. Простота и надежность результатов этого метода делает его самым востребованным у профессионалов и тех, кто часто вынужден проверять пригодность и полярность у LED.

Другие виды тестирования задействуют разные режимы мультиметра и его щупы. Если включить режим омметра, когда измеряется сопротивление, то приложив щупы к ножкам, получится замер величины. Когда все сделано верно, и красный щуп попадет на анод, а черный на катод, то измерительная стрелка прибора скакнет до значений 1,7-1,8 кОм. Это диагностирует не только, где плюс и минус у диода, но и рабочее состояние. Во избежание вывода элемента из строя в случае неправильного подключения к щупам, дотрагиваться ими нужно быстро, не задерживая надолго. При обратном включении на табло прибора будет бесконечно большая величина сопротивления. А вот неисправный LED отобразит слишком малые значения сопротивления в обе стороны (как правило, 1). С таким работать уже нельзя.

На современных цифровых тестерах есть удобный режим «прозвонка, проверка диода». Прибор переключается в этот режим, а щупы должны попасть на верную полярность: красный на плюс, а черный — на минус. Это должно дать небольшое свечение светодиода и отображение измеренной величины, хаpaктерной для его цветности. Заодно можно проверить хаpaктеристики элемента (соответствие напряжения и тока по кривой вольтамперной хаpaктеристики).

Жаль, но методы с щупами сpaбатывают достоверно только на зеленых и красных диодах. Синие и белые лампочки можно проверить только через гнезда определения хаpaктеристик транзисторов (PNP/NPN). С многоцветными и двухцветниками с щупами придется повозиться в режиме диодной прозвонки. Для них следует искать общий плюс и минус, перебирая щупами выводы и фиксируя свечение.

Как определить полярность путем подачи питания

Для определения полярности LED в любом корпусе существует еще один надежный метод — подача тока с аккумулятора 3-6 В. Осторожные не рискуют брать батарейку больше 3 В. Для 12 В мощных светодиодов и 12 В не сильно страшны, но остальные надо беречь от пробоя. Самый удобный вид подачи питания на ножки диода — это старая круглая большая батарейка из настенных часов или компьютерной платы (маркировка CR2032). Ее просто вставляют между ножками элемента, если анод коснется плюса, а катод минуса, то о правильной работе исправного диода скажет яркое свечение, если нет, то он пробит.

Но! Нужно или сначала убедиться измерением, что батарейка не выдает ток выше 10-30 мА величиной, или использовать резистор от 400 до 600 Ом (иногда выше). Без ограничения тока легко пробить светодиод даже 4 В с аккумулятора, т.к. для напряжения диода в пределах 1,5-3,8 В максимально допустимой величиной тока с источника питания будет 10-30 мА. Многие считают, что кратковременное помещение диода на источник питания не спалит кристалл, но это может значительно снизить его ресурс, что потом чревато быстрым выходом из строя в готовой схеме. Вывод — используем резистор для ограничения тока батарейки, это точно убережет элемент от пробоя и потери работоспособности в дальнейшем.

Как определить полярность по внешнему виду

Есть способ «для ленивых», когда анод и катод определяется по:

• длине ножек в корпусе DIP;
• маркировке на корпусе;
• расположению среза/скоса у катода или специальных графических обозначений — пиктограмм, смещенных к аноду.

С длиной ножек можно здорово не угадать, потому что производители, порой, используют нестандартную цоколевку. Обычно короткий штырек означает катод (К-короткий, К-катод), а длинный — анод. Это в идеале. Но профессионалы все проверяют приборами, не доверяя добросовестности производителей.

На корпусе также могут встретиться маркировки:

• стандартные «+»/»-«;
• «-» обозначается зеленой линией, точкой, а «+»  — треугольником и т.п.

Маркировке дешевых или выпаянных ноунеймов лучше не доверять. Ведь производитель свободен в своем «творчестве»: хочешь — просто сделает утолщение одной из ножек цоколевки, хочешь — вообще никак не обозначит разницу между анодом и катодом в светодиоде.

Визуальное определение маркировки на корпусе SDM немногим лучше: срез или скос располагается ближе к катоду, тогда как теплоотвод на корпусе — к аноду. Бывает, что на SMD маленького размера изображены графические обозначения — пиктограммы, значки (треугольник, п-образная и т-образная линия), они указывают направление выхода тока, поэтому вершиной располагаются к катоду, а основанием — к аноду. Лучше всего тестировать элементы в таком типе корпуса приборами. Потому что гарантии соответствия маркировки действительности нет.

Определение полярности по технической документации

Если производитель надежный и на диоды идет сопроводительная техническая документация, то полярность там будет указана. Проблема в том, что документы идут только с большой партией, на розницу никто их давать не будет. Можно попробовать найти информацию о хаpaктеристиках в интернете, зная точно производителя и марку светодиода. Но тут опять возникает вопрос доверия производителю. Даже добросовестные поставщики не застрахованы от недобросовестности на производстве, бpaкованной партии, несоблюдения норм и регламента по маркировке.

Определяем, где плюс зрительно

Самый спopный и ненадежный способ определения распиновки диода — это визуально отличить в колбе LED размер деталей: маленькая назначается анодом, а большая — катодом. Хотя встречается огромное количество диодов, где все с точностью до наоборот. А могут попасться элементы столь странные, нетипичные, что визуальное определение цоколевки точно не поможет. Стоит ли рисковать исправностью светодиода и готовой схемы — решать любителям определять «на глазок».

Основные выводы

Полярность диода профессионалы никогда не определяют визуально, потому что модификации их настолько разные, а производители не удосуживаются соблюдать какие-то единые требования. Поэтому, перефразируя известное выражение, можно сказать «что белому светодиоду хорошо, то красному — cмepть».

Самые надежные методы определения плюса и минуса требуют наличия аппаратуры: тестера и резистора для ограничения силы тока при проверке подачей питания. Для радиолюбителей и «самоделкиных» это не проблема, тестер у всех под рукой. А вот любителю проще 100% выявить анод и катод у светодиода через подачу питания, но только не напрямую, а через токоограничивающий резистор. Есть большая опасность спалить кристаллы или настолько значительно снизить срок их службы, что они потом быстро перегорят.