устройство, полярность, обозначение на схеме, характеристики, маркировка

Светодиодом принято называть полупроводниковый прибор, при подаче напряжения на который, происходит излучение света — как видимой, так и не видимой части светового диапазона. Международное обозначение светодиодов происходит от сокращения английских слов Light Emitting Diode — LED.

Для правильного определения светодиодов на электрических схемах, приняты единые графические и буквенные символы, которые позволяют унифицировать техническую работу со светодиодами и источниками света на их основе.

Разновидности и устройство

Все светодиоды разделяют на категории индикаторные и осветительные.

Индикаторные устройства

Назначение состоит в индикации процессов и состояния. Также используются для подсветки приборных палений, мониторов. Мощность их сравнительно невелика – до 0,02 Вт, яркость умеренная.
Классификация диодов связана с конструкцией.

• DIP – светоизлучающий маломощный кристалл заключен в корпус, обычно с выпуклой линзой. Форма корпуса цилиндрическая с диаметром от 3 мм и прямоугольная. Выпускаются модели, излучающие свет от инфракрасного до ультрафиолетового. Могут быть одно- и многоцветными, если требуется сложная индикация. Минус устройства – небольшой угол рассеяния, не более 60 градусов.
• Super Flex «Pirahna» – сверхъяркий полупроводник в прямоугольном корпусе с 4 выводами. Конструкция легко крепится на плату. Диод используют для подсветки автомобильных приборов, рекламных вывесок холодных огней. Выпускают красный, зеленый, синий и 3 белых светодиодов. Корпусов всего 2: на 3 и 5 мм с линзой и без нее. Угол рассеивания – от 40 до 120 градусов.
• Straw Hat – по виду напоминают двухвыводные цилиндрические модели, но меньшей высоты с линзой с большим радиусом. Полупроводник здесь расположен намного ближе к стенке линзы, что обеспечивает больший угол рассеивания – 100–140 градусов. Выпускают синие, красные, зеленые, желтые и белые светодиоды. Они чаще используются в декоративных целях, так как создают рассеянный, а не направленный свет. Обычная сфера применения – места, где требуется равномерная подсветка.
• SMD – вариант для поверхностного монтажа. Кристаллы помещаются в корпуса прямоугольные и квадратные, но плоские. Размеры указаны в маркировке – 0603, 0805, где цифры обозначают длину и ширину в сотых дюйма. Есть разновидности с выпуклой линзой и без нее. Светодиоды сверхъяркие, мощность до 0,1 Вт, как цветные, так и белые. SMD-модели получили широкое применение при монтаже подсветки.

Осветительные светодиоды

Лазерный светодиод
Такие полупроводники применяются для освещения: помещений, улиц, автомобилей. Они намного мощнее и выпускаются только в белом цвете разной температуры: белый холодный, белый теплый, дневной.

На самом деле белого излучения в природе не существует. Чтобы получить генератор белого света, комбинируют три базовых цвета – красный, синий, желтый.

• SMD LED – большинство осветительных светодиодов имеет такое исполнение. От индикаторных их отличает только большая мощность. Угол рассеивания – 100–130 градусов, поэтому для равномерного освещения нужно много LED.
• COB – по сути, аналог платы, в которую интегрировано большое количество кристаллов SMD – несколько десятков. Угол рассевания – 180 градусов, так что этот вариант подходит для формирования только рассеянного излучения.
• Filament LED – спектр излучения близок к лампе накаливания. Чаще используется для освещения жилых комнат и для создания декоративного освещения. КПД модели выше, чем у SMD.

SSMD LED

COB

Filament LED
Выпускают еще один необычный вариант – лазерный светодиод. Полупроводниковые кристаллы в них излучают узконаправленный поток света – в 5–10 градусов. Применяются в лазерных устройствах, наподобие строительного уровня, в линиях оптоволоконной связи, в целеуказателях.

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.

Преимущества светодиодов:

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

Основные характеристики

При покупке светодиодов необходимо оценить его важнейшие параметры. К ним относится величина номинала тока, напряжения, вольтамперная характеристика и другие.

Вольтамперная характеристика

Светодиод на схеме функционирует, если ток пропускают в прямом направлении. Однако вольтамперная характеристика в этом направлении нелинейная. То есть, чтобы полупроводник начал проводить ток, последний должен достичь определенного порогового напряжения.

Эта характеристика определяется материалом прибора. ВАХ позволяет только подобрать токоограничительный резистор и в точности рассчитать, какое напряжение нужно приложить к кристаллу.

Прямой номинальный ток и падение напряжения

Прямой номинальный ток – это рабочий ток, при котором светодиод не перегорит, p-n-переход не будет пробит, а прибор будет нормально работать.
Указывают в паспорте и пиковый ток – максимальный, который прибор может проводить только импульсами.

Номинальный ток светодиода вызывает падение напряжения на p-n-переходе. Величина зависит от состава полупроводника, длины волны. Так, оранжевый светодиод излучает при подаче напряжения от 2,03 до 2,1 вольт, а белый – при 3,5 вольт.

Максимальное обратное

Вольтаж, при котором происходит пробой кристалла. В среднем обратный максимум составляет 5 В. Для COB величина больше, а для инфракрасных индикаторов всего 1–2 В.

Световой поток

Сила света или интенсивность в заданном направлении источника. Чем меньше угол рассеивания, тем больше сила света при одинаковом световом потоке.

Показатели измеряются при температуре +25°С. Выражается обычно в люменах.

Угол рассеивания

Параметр изменяется от 15 до 180 градусов, а в отдельных моделях составляет даже 5 градусов. Чем шире угол излучения, тем более рассеянный свет генерирует прибор. Но обычно светодиод оснащают фокусирующей линзой, поэтому яркость света неодинаковая по углу рассеяния.

Длина волны и цветовая температура

Показатель указывает на характер излучения. Длина волны инфракрасного излучения составляет более 760 нм, видимого желтого – от 560 до 590 нм, ультрафиолетового – менее 400 нм.

Цветовая температура обычно указывается в белых светодиодах. Она точно определяет оттенков белого, например, холодный белый имеет температуру в 6000 К, дневной – 4500 К.

Световая отдача

Характеристика осветительных светодиодов, которая определяет, сколько люменов генерирует светильник при определенной мощности – в 1 Вт. В среднем для светодиодов это составляет 100 Лм/Вт. Появились модели, в которых этот показатель выше, чем у люминесцентных и достигает 150 и более Лм/Вт.

Подключение светодиодной ленты

Включенная в лабораторных условиях светодиодная лента выглядит так:

2 кусочка диодной ленты – подано питание. Полярность +/- имеет значение.

При подключении питания светодиодной ленты играет роль полярность питания, как и во всём полупроводниковом мире. В отличие от ламп накаливания и нагревательных элементов, где полярность роли не играет. Однако, если включить светодиодную ленту в неправильной полярности, ничего страшного не случится – она просто не будет гореть. Можно не боясь проверять правильность подключения, меняя питающие провода местами.

Если нужно отрезать кусочек ленты от целого куска, его приходится паять, то есть припаивать питающие провода к контактным площадкам, которые имеются на торцах каждого элементарного куска. Там ещё нарисованы ножнички. Провод для подключения светодиодной ленты нужно использовать тонкий, сечением не более 0,5 мм2, как это показано на первом фото статьи. Контактные площадки перед пайкой зачистить и залудить. Паяльник использовать мощностью не более 40 Вт, лучше – 25 Вт.

И помните, место пайки – самое ненадежное место во всей конструкции, его надо оберегать от механических перегрузок!

Для некоторых типов лент в продаже есть специальные разъемы, которые одеваются на ленту, при этом пайку использовать не надо.

На фото ниже показан пример, как подключить светодиодную ленту через разъем:

Разъемы для подключения светодиодной ленты Jazzway

Светодиодная лента соединена через разъем

Как определить напряжение и полярность

Светодиод пропускает ток только в одном направлении. Поэтому важно подключить устройство в схему правильно. Для этого нужно определить, который из выводов корпуса является катодом, а который анодом.

• Визуально – традиционно ножка катода короткая, а анода длинная. Катод имеет знак «минус», анод – «плюс». Можно найти катод и по-другому. Внимательно посмотрев через корпус, можно увидеть кристаллик на подставке. Вывод подставки и будет катодом.
• Подключение к источнику питания – выбирают устройство, напряжение которого не выше допустимого для светодиода напряжения. Обычно это батарейка или резистор. При правильном положении светодиод светится ярче.
• Использование мультиметра – выставляют шкалу на приборе в режим измерения сопротивления и прикасаются щупами к выводам светодиода. Контакт очень короткий. При обратном подключении мультиметр ничего не показывает, при правильном – замеряет сопротивление в районе 1,7 кОм.

Напряжение светодиода измерять не нужно. Это справочный параметр, он указывается в паспорте. Но если документ утерян, можно оценить напряжение с опрометью мультиметра. Для этого прибор настраивают на режим «проверка на обрыв» и поочередно щупами касаются выводов.

Диоды, какие они бывают?

Кроме отдельных выпрямительных диодов их группируют по области применения в один корпус.

Обозначение диодного моста

Например, так изображается диодный мост для выпрямления однофазного напряжения переменного тока. А ниже внешний вид диодных мостов и сборок.

Внешний вид диодного моста

Другим видом выпрямительного прибора является диод Шоттки – предназначен для работы в высокочастотных цепях. Выпускается как в дискретном виде, так и в сборках. Их часто можно встретить в импульсных блоках питания, например БП для персонального компьютера AT или ATX.

Обычно на сборках Шоттки на корпусе указывается его цоколевка и внутренняя схема включения.

Диод Шоттки

Инструкция к светодиодной ленте

Кому надо – выкладываю, что было в комплекте к ленте.

Этикетка к ленте Gauss Led 1

Этикетка к ленте Gauss Led 2

Инструкция к светодиодной ленте 1

Инструкция к светодиодной ленте 2

Буквенно-цифровой код

Для простоты радиодетали разделяются на группы по признакам. Группы делятся на виды, виды — на типы. Ниже приведены коды групп:

• A — устройства;
• B — преобразователи;
• C — конденсаторы;
• D — микросхемы;
• E — элементы разные;
• F — защитные устройства;
• G — источники питания;
• H — индикаторы;
• K — реле;
• L — катушки;
• M — двигатели;
• P — приборы;
• Q — выключатели;
• R — резисторы;
• S — выключатели;
• T — трансформаторы;
• U — преобразователи;
• V — полупроводники, электровакуумные лампы;
• X — контакты;
• Y — электромагнит.

Для удобства монтажа на печатных платах указываются места для радиодеталей буквенным кодом, рисунком и цифрами. У деталей с полярными выводами у положительного вывода ставится +. В местах для пайки транзисторов каждый вывод помечается соответствующей буквой. Плавкие предохранители и шунты отображаются прямой линией. Выводы микросхем маркируются цифрами. Каждый элемент имеет свой порядковый номер, который указан на плате.

Интересно наблюдать, с какой поразительной скоростью сменяют друг друга технологии. Лет тридцать назад мы вполне были довольны электроникой, которой пользовались, простыми автомобилями, где-то неудобными и малоскоростными, скромными домами без евроремонта. Но так устроен человек, что постоянно стремится к чему-то более совершенному, и сейчас практически любая сфера жизни подвержена постоянной модернизации. Коснулся этот процесс также систем индикации и освещения. Так, на смену лампам накаливания пришли более совершенные полупроводниковые элементы – светодиоды.

Излучающий кристалл

История применения полупроводников старше начала использования ламп электронного типа. Попов А.С., который считается изобретателем радио, искал с помощью нехитрого полупроводникового устройства наличие радиоволн. Первый диод Попова (детектор) был изготовлен из полупроводникового кристалла, зафиксированного в держателе, и пружинного заостренного контакта из вольфрама или стали. Этот контакт опирался на площадь полупроводника, и в зависимости от точки соприкосновения можно было найти наиболее четкий сигнал радиостанции.

Способность некоторых кристаллов излучать свет под действием тока была обнаружена чуть позже, случайно, но в первое время не использовалась на практике. Теперь же светодиоды широко применяют и в спецтехнике, и в быту.

Сверхяркие SMD-светодиоды в корпусе 0805

Неопознанные потому, что в лоте не указаны их характеристики.
В обзоре экспериментальным путём попробую выяснить это, а также переделаю подсветку на экранчике LCD5110.

Светодиоды расфасованы в пять полосок по 20штук, на каждую наклеено по опознавательному кружочку с соответствующим цветом

Полотно фотографий всех светодиодов с двух сторон, под микроскопом.
Все фото развернул так, чтобы катоды (минусовые выводы) были справа.

Белый

Жёлтый

Красный

Зелёный

Синий

Размеры
Небольшие, что-то приблизительно около 2×1.2мм

Проверка

Для большинства светодиодов, как я выяснил, максимальный безопасный ток лежит в пределах 10-15мА.

Сами светодиоды обладают свойством стабилизировать напряжение за счёт уменьшения внутреннего сопротивления, это свойство и помогло выявить рабочее напряжение светодиода.
Методик опознания рабочего напряжения, которое обычно является усреднённым значением, есть несколько.
Например подключить светодиод к регулируемому БП через резистор в 220-680Ом, постепенно поднимать напряжение вверх и наблюдать за напряжением источника и напряжением на светодиоде, которое сначала будет одинаково расти в обоих случаях, затем при достижении определённого значения, появится ощутимая разница, а светодиод при этом будет светить с нормальной яркостью.

Как пример: неизвестный светодиод, включили в цепь через сопротивление 220Ом, подняли напряжение источника до 5В, на светодиоде замеренное напряжение составило 3В, падение на резисторе — 2В.

Другой метод проще: подключить исследуемый светодиод к источнику 12В через резистор 1К, поступаемый ток при этом не превысит безопасных 12мА, и также замерить напряжение на выводах светодиода, оно и будет рабочим, например на том же неизвестном светодиоде напряжение в этом случае будет тоже 3В, а падение на резисторе составит уже 9В.

Подбор резистора под нужный ток

Если было выяснено, что светодиод рассчитан на напряжение 3В, а требуемый для нормального свечения ток 15мА, то резистор подбирается по формуле:
R = падение напряжения на резисторе / ток.
При этом падение напряжения на резисторе можно узнать по формуле:
напряжение источника — напряжение светодиода.
Т.е. если например БП выдаёт 5В, рабочее напряжение светодиода 2В (падение на резисторе 3В), а нужный ток 15мА, то:
R = 5В — 2В / 0,015A = 3В / 0,015А = 200 Ом.
Но поскольку в стандартных наборах резисторов редко можно найти именно рассчитанный номинал, то обычно берут тот, что идёт следующий за ним, например в моём случае оказался номиналом 220 Ом.

Мощность резистора
Необходимо будет ещё сопоставлять расчётную рассеиваемую мощность на резисторе с мощностью самого резистора, чтобы предотвратить его сгорание. Находится рассеиваемая мощность на резисторе по формуле:
P = квадрат падения напряжения на резисторе / номинал резистора.
Т.е. если например БП выдаёт 12В, рабочее напряжение светодиода 2В (падение на резисторе 10В), а сам резистор на 680 Ом., то:
P = 10В * 10В / 680 Ом = 0,147 Вт.
Это значит, что использовать резисторы здесь нужно с мощностью не меньше 0,25 Вт, а популярные SMD-резисторы в корпусе 0805 с мощностью 0,125 Вт — уже не годятся, могут сгореть.

В роли тестовой площадки будет выступать кусочек макетной платы, куда были припаяны по одному светодиоду каждого цвета, катоды (минусовые выводы) соединил проволокой в общий вывод, аноды (плюсовые выводы) оставил по отдельности. Слева направо: белый, жёлтый, красный, зелёный, синий.

На этой анимации просто проверяю их на общую работоспособность (БП 12В, резистор 1К), дабы убедится, что они рабочие и всё правильно припаяно (тестер включен в разрыв цепи). Проверку можно произвести тестером и в режиме прозвонки, однако яркость свечения светодиодов будет значительно меньше

Регулируемого блока питания у меня нет, пришлось городить «огород и костыли» из понижающего преобразователя и двух тестеров. Подстроечник у преобразователя очень чувствительный и точно подобрать значение очень трудно, поэтому значения напряжений на парных скриншотах могут разниться на несколько десятков милливольт, так как тест проходил в два этапа, сначала у всех светодиодов замерил напряжение, потом ток.
Резисторы подбирал, исходя из того, что есть в наличии и чтобы ток был на уровне 12мА или меньше, при таком токе светодиоды светят достаточно ярко без дискомфорта для глаз. Если ток выше, то спустя несколько секунд взгляда на свечение, появляются «зайчики». При подаче 25-30мА, яркость свечения сравнима со сваркой.

Забегая вперёд, отмечу, что светодиоды красного и жёлтого свечения имеют рабочее напряжение в пределах 2В, остальные — в пределах 3В.

12В, СИНИЙ, резистор 1 кОм

12В, ЗЕЛЁНЫЙ, резистор 1 кОм

12В, БЕЛЫЙ, резистор 1 кОм

12В, КРАСНЫЙ, резистор 1 кОм

12В, ЖЁЛТЫЙ, резистор 1 кОм

5В, СИНИЙ, резистор 220 Ом

5В, ЗЕЛЁНЫЙ, резистор 220 Ом

5В, БЕЛЫЙ, резистор 220 Ом

5В, КРАСНЫЙ, резистор 220 Ом

5В, ЖЁЛТЫЙ, резистор 220 Ом

3.

3В, СИНИЙ, резистор 22 Ом

3.3В, ЗЕЛЁНЫЙ, резистор 22 Ом

3.3В, БЕЛЫЙ, резистор 22 Ом

3.3В, КРАСНЫЙ, резистор 100 Ом

3.3В, ЖЁЛТЫЙ, резистор 100 Ом

Подключение напрямую без резистора и последствия
Рискованное дело, но вполне применимое, только если напряжение источника — меньше номинального напряжения светодиода, и оно — стабилизированное.
На видео ниже я так и сделал с синим светодиодом (3В), только при этом плавно поднимал напряжение от 0.8В до 5В.
Едва уловимое свечение появилось на отметке выше 1.5В, пиковая яркость — 4В, а при 4.5В — яркость стала спадать, а дальше закипание пространства со стороны катода и сгорание светодиода с последующим выделением резкого запаха.

Перепайка светодиодов на дисплее LCD5110
Имеется в наличии уже многим знакомый экран Nokia LCD5110, широко используемый в самоделках. В продаже эти дисплеи всегда можно встретить с двумя версиями подсветки — либо с голубой подсветкой, либо с белой подсветкой — как раз у меня такой. Однако белая подсветка как по мне — скучновата. Тогда решил удалить старые белые светодиоды и вместо них припаять обозреваемые, например зелёные, под «старину».

Чтобы отделить металлическую часть дисплея от платы, нужно отогнуть четыре выступающие части по углам

К резинке, которая прилегает к контактной площадке, нельзя прикасаться, иначе будет плохой контакт после сборки. Лучше дисплей сразу же отложить далеко в сторону. А на самой контактной площадке были следы, её я протёр ваткой, смоченной в растворе для промывки плат

Как видно, здесь установлено четыре белых светодиода, если обратится к фото повыше, то на каждом установлено по одному SMD-резистору с маркировкой 301 (300Ом)

Феном выпаял эти светодиоды

Паяльником припаял на их место зелёные

Подал напряжение 3. 3 В — работает, светятся

Общий потребляемый ток почти 12мА, напряжение на отдельном светодиоде 2.5В, резисторы на 300 Ом применены здесь с хорошим запасом, на них падает 0.8В и менять их не требуется.

До переделки и после переделки
Результатом остался удовлетворён. В данном случае на экран выведены температура и влажность (параллельно экспериментировал со своими шрифтами и выводом графики на экран)

Выводы

Единственное, что может смутить — довольно высокая цена, в других местах за те же деньги можно набрать гораздо больше светодиодов. Также к нареканию конечно стоило бы отнести то, что продавец не указал характеристики, хотя с другой стороны, тот, кто покупает это, обычно знает, как их определить.

Плюсы
— Работают
— Яркие

Минусы
— Монтаж SMD требует аккуратности
— Высокая цена

Товар для написания обзора предоставлен магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

поверхностный монтаж — SMD светодиод Ориентация сверху

спросил 5 лет, 8 месяцев назад

Изменено 5 лет, 8 месяцев назад

Просмотрено 5к раз

\$\начало группы\$

Есть ли способ определить ориентацию светодиода на изображении ниже? Синие квадраты в углах, кажется, обозначают ориентацию, однако она не отмечена в таблице данных.

Этот конкретный светодиод — Panasonic LNJ247W82RA. Это размер 0402. Является ли это обычным способом маркировки светодиодов 0402 и существуют ли другие распространенные маркировки для верхней стороны светодиодов 0402?

• светодиод
• для поверхностного монтажа
• dfm

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Руководство по полярности светодиодов 0402, 0603, 0805, 1206 и большинства светодиодов SMD

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Может попробовать пропустить через него небольшой ток? (схема позволяет). При необходимости закоротите штифт на землю, чтобы предотвратить повреждение, при условии, что между ними есть ограничительный резистор.

Что вы знаете об окружающем контуре? Больше картинок? Схемы? Вернемся к основам: что на самом деле делает схема?

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

0402 обычно не снабжены метками ориентации — просто нет места. Они предназначены для сборки с помощью машин для сборки из бобин.

Однако, судя по техническому описанию кристалла на небольшой подложке и расположению соединительного провода, я бы предположил, что первый контакт находится справа. Но это реальное предположение.

\$\конечная группа\$

3

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

. 9Площадь светодиода 0000 SMD спросил 7 лет, 6 месяцев назад

Изменено 2 года, 9 месяцев назад

Просмотрено 4к раз

\$\начало группы\$

Я хочу использовать небольшой SMD-светодиод на своей печатной плате только для целей индикации (контакты Rx/Tx, шина питания). Я нашел это; Я думаю, что это сделает работу. Тем не менее, след неясен

Для чего эта штука посередине? Насколько я понимаю из этого вопроса, это просто обозначение полярности. Но в этом вопросе в одном ответе упоминается

Вы можете получить светодиод питания с третьим контактом, электрически изолированным от анода и катода, только для отвода тепла.

Не могу понять из даташита… Должен ли я делать третью колодку или это просто обозначение? Смогу ли я закончить с двумя простыми прямоугольными подушечками?

Заранее спасибо.

• светодиод
• площадь основания

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Окей, — раз уж все такие застенчивые и решили ответить в комментарии — попробую ответить сам 🙂 Я продолжал искать маленькие синие SMD-светодиоды и обнаружил, что их очень много разных… даже в одном корпусе.

1. Итак, как Венни написала в комментариях, я перепутал вид снизу с реальным следом. В даташитах много запутанных и не удобных для новичков графиков и паттернов.

2. Не каждый компонент имеет посадочное место. Но многие делают. Они включены либо как Рекомендуемая компоновка площадки , либо как Рекомендуемая схема площадки .