Как определить диод по внешнему виду

Виды светодиодов, параметры, маркировка

Сегодня на рынке осветительных приборов очень много именно светодиодных светильников. Эти устройства нового поколения очень популярны и используются для домашнего и городского освещения, в качестве подсветки матриц технических устройств. По размерам, техническим характеристикам и функционалу светодиоды очень разнообразны, выбирают их из-за хорошей энергоэффективности и широкой области применения. Перед покупкой важно знать, какие бывают виды светодиодов и чем отличаются диоды в зависимости от параметров.

Что такое светодиод? Это прибор-полупроводник, особенностью которого является преобразование электрического тока в световое видимое излучение. Используемое обозначение ЛЕД или light-emittingdiode переводится как «светоизлучающий диод».

Каждая модель светодиодов состоит из следующих элементов:

катода – отвечает за подачу отрицательной части волны постоянного тока на полупроводниковый кристалл;
анода – отвечает за подачу на кристалл положительной части волны;
рассеивателя – увеличивает угол свечения;
рефлектора – отражает поток света на рассеиватель;
чипа полупроводника или кристалла – осуществляет излучение светового потока, используя для этого процесса p-n переход.

Внутри конструкции установлены 2 полупроводника, и каждый легирован разными примесями. В одном содержатся свободные электроны, во втором – отверстия. Благодаря этому обеспечивается p-n переход между полупроводниками во время перехода электронов от донора к реципиенту.

Изначально светодиоды использовались только как индикаторы на аппаратуре и оборудовании. При этом светоизлучающие диоды обладали небольшой яркостью и свечение можно было увидеть лишь в темноте. Такие изделия отличались выводной конструкцией. Она представляла собой круглый корпус, из которого выходили два вывода (анод и катод).

Но благодаря развитию технологий и тому факту, что у людей росла необходимость в альтернативных источниках освещения, стали появляться более яркие и мощные виды светодиодов.

В результате многолетние разработки специалистов принесли хорошие результаты – это SMD-диоды и многокристальные COB-диоды. Они применяются в современных светильниках, люстрах, прожекторах; при этом выгодно отличаются от ламп накаливания и галогеновых ламп тем, что обладают большей светоотдачей и яркостью, которая может достигать нескольких тысяч люменов.

Все светодиоды подразделяются на группы, и, исходя из параметров, можно выбрать прибор для определенного случая и цели, зная, какие бывают светодиоды. Групп этих всего две:

индикаторные – маленькие диоды с небольшой мощностью, умеренной яркостью. Используют их для подсветки приборных панелей, цветовой индикации;
осветительные – бывают разной мощности, до нескольких десятков Ватт, благодаря чему обеспечивается яркость и свечение высокой интенсивности. Применяют в лампах для освещения помещений, при создании светодиодных лент, внутри фар и различных приборов.

Основные типы светодиодов

Существует три основных типа светодиодов, которые различаются между собой по форме и функциональности. Как узнать, какой светодиод стоит в лампе? Важно уметь различать их по типу.

Выводные светодиоды

Такие диоды оснащены специальными «ножками», предназначенными для монтажа в отверстия печатной платы. Используются для подсветки и индикации, но есть отдельные модификации, применяемые для установки в бытовые фонари, переносные светильники, «лазерные» указки. Выпускаются выводные светодиоды в трех типовых модификациях:

круглые (на 3, 5, 8 мм);
цилиндрические;
прямоугольные «Пиранья».

SMD-светодиоды

Используются очень широко, являются основой лампочек общего свечения, систем аварийного освещения и индикаторных панелей. Особенно популярны светодиодные ленты на SMD-диодах, которые выпускаются в виде линеек и модулей, с применением планарных светодиодов. Считаются наиболее универсальными, с прочным корпусом и высокой энергоэффективностью и длительным сроком службы.

Устанавливаются на плату с использованием поверхностного монтажа. В основе диода установлен светодиодный чип (кристалл), который установлен в корпусе квадратной или прямоугольной формы. Минусовой и плюсовой выводы сделаны в виде металлических полосок.

SMD- светодиоды создаются в 4 этапа:

выращивание кристалла;
планарная обработка пленки;
бинирование (сортировка чипов по бинам (категориям));
размещение полученных чипов в специальном корпусе.

Выращивание кристаллов осуществляется с помощью технологии, которая использует металлоорганическую эпитаксию. Это послойное наращивание структуры кристалла, создание контактных отводов от каждого p-n перехода.

На поверхность готового чипа наносится оптическое покрытие, в основном, это люминофор. На мощных светоизлучающих диодах устанавливается пластиковая фокусирующая линза, формирующая диаграмму направленности светового потока.

COB-светодиоды

На общей подложке COB-матрицы размещено большое количество светодиодных элементов. Это обеспечивает более высокую плотность кристаллов на единицу площади, если сравнивать с SMD-технологией.

Такая компактная матрица излучает световой поток хорошей однородности и интенсивности. Подложка выполняется из керамики или алюминия, заливается герметично люминофором. Чтобы излишки тепла были отведены, плата монтируется на радиатор.

COB-диоды соединяются последовательно в кластеры. Соединение созданных цепочек параллельное, в соответствии с требуемой выходной мощностью/яркостью.

Основные параметры светодиодов в светодиодных лампах, ленте, светильниках

Выбирая светодиоды, необходимо обращать внимание на параметры светоизлучающих диодов, установленных в нем. Существует несколько основных параметров.

У однокристальных светодиодов средняя величина рабочего тока, она варьируется в пределах 200 mA. В чипах многокристальных эта величина более высокая. Если ток, выдаваемый драйвером (блоком питания), нестабилен, это приводит к негативному воздействию на интенсивность свечения и срок службы светодиодов. Увеличение тока является причиной увеличения оттенка и световой температуры свечения чипа.

Напряжение

Питание светодиодов – это специальные драйверы, которые обеспечивают стабильность тока. Напряжение для каждой модели различается. Светодиодная лента запитывается стабилизированным напряжением.

Цвет	Напряжение	Длина волны
Инфракрасный	до 1.9 В	от 769 нм
Красный	от 1.6 до 2.03 В	610-760 нм
Оранжевый	от 2.03 до 2.1 В	590-610 нм
Желтый	от 2.1 до 2.2 В	570-590 нм
Зеленый	от 2.2 до 3.5 В	500-570 нм
Синий	от 2.5 до 3.7 В	450-500 нм
Фиолетовый	от 2.8 до 4 В	400-450 нм
УльтраФиолетовый	от 3.1 до 4.4 В	до 400 нм
Белый	от 3 до 3.7 В	широкий спектр

Мощность светодиода

Такой параметр, как мощность, необходим для расчета нагрузки и подбора блока электропитания. Его вычисление производится с помощью простой формулы P = U х I.

Мощность led может быть:

малая – менее 0,5 ватт;
средняя – 0,5-3 ватта;
большая – от 3 ватт.

Световой поток

Световой поток формируется светодиодами, угол рассеивания составляет 100-120 градусов. Для обеспечения лучшей фокусировки излучения осуществляется установка специальных купольных линз.

Цветовая температура

Комфортность зрительного восприятия искусственного светодиодного освещения зависит от цветовой температуры. Сегодня можно приобрести линейки светоизлучающих диодов различных оттенков белого свечения:

теплый – 2700-3500 Кельвинов;
нейтральный/дневной –23500-5000 Кельвинов;
холодный – выше 5000 Кельвинов.

Габариты

Светодиоды бывают различных габаритов и типоразмеров. Чтобы определить точную модификацию SMD-светодиода, необходимо провести измерения длины и ширины изделия.

Виды SMD светодиодов и их особенности

SMD-светодиоды различаются по особенностям исполнения. Существует несколько классификаций и наиболее популярных моделей, которые используются в различной продукции светотехники.

Одно-, двух-, трехкристальные SMD светодиоды

Если говорить об однокристальных светодиодах, они состоят только из одного монохромного кристалла и различаются по степени мощности/яркости. Модели малой мощности потребляют ток до 20 мА, выдавая световой поток величиной 5-50mCd и 100-2000mCd, в зависимости от модификации. Кристалл закрывается линзой сферической или плоской формы. Более мощные светодиоды потребляют ток 50 мА — 1 А, дополнительно им необходима конструкция эффективного теплоотвода.

Многокристальные светодиоды могут содержать различное количество кристаллов, что дает возможность обеспечить необходимую яркость и цветовую палитру свечения. Рабочее напряжение бывает разным и устанавливается производителями.

Цвет свечения

Выпускаемые светодиоды бывают двух видов, которые различаются между собой способом цветообразования:

Типоразмер

Типоразмеры SMD-светодиодов кодируются четырехзначными числами, обозначение которых – это их линейные размеры. Самыми распространенными вариантами являются следующие из них:

SMD3528 – модель малой мощности с низкой энергоэффективностью. Это решение экономично по стоимости и подходит для неярких светодиодных лент. Корпус прямоугольной формы размером 3,5х2,8х1,4 мм;
SMD5050 – чип, состоящий из 3 кристаллов 3528 с зеленым, красным, синим свечением, суммарная яркость увеличена в 3 раза. Корпус квадратный с шестью выводами, размеры 5,0х5,0х1,6 мм;
SMD2835 – однокристальный чип с небольшим энергопотреблением, при этом мощность достаточно высокая. Увеличение площади контактов позволяет улучшить отвод тепла. Слой люминофорного покрытия увеличивает интенсивность светового потока. Размер 2,8х3,5х0,8 мм;
SMD5630 – разновидность мощного светоизлучающего прибора с высокой степенью яркости. Оснащен четырьмя выводами. Размер 5,6х3,0х0,77 мм;
SMD5730 – почти полный аналог SMD5630. Есть модификации 5730-05 и 5730-1;
SMD3014 – мощный источник светодиодного излучения, величина светового пучка составляет 9-11 люменов. Выпускаются на базе чипов, с различным количеством кристаллов. Увеличенная площадь теплоотводящей подложки обеспечивает эффективный отвод тепловой энергии.

Есть SMD-светодиоды с типоразмером типоразмера 3030, 7020, 8520, они используются редко. Время от времени производители выпускают новые модификации светодиодов с другими типоразмерами, их параметры существенно различаются.

Как правильно расшифровать маркировку?

Маркировка SMD-светодиодов важна и предоставляет пользователю информацию об изделии. Для примера можно взять светодиод с маркировкой SMD 2835 UWC 5.

Расшифровка будет следующей: типоразмер 2835 с габаритами 2,8×3,5 мм, мощностью 0,5 Вт, оттенок свечения белый.

Тип SMD	Габариты, мм	Кол-во кристаллов
3528	3,5х2,8х1,4	1
5050	5х5х1,6	3 / 4
5630	5,6х3х0,75	1
5730	5,7х3х0,75	1 / 2
3014	3х1,4х0,75	1
2835	2,8х3,5х0,8	1

Как определить светодиод по внешнему виду?

Для определения светодиода по внешнему виду необходимо измерить размеры диода, используя обычную линейку. Размеры просматриваются в таблице, и определяется тип изделия, описание его параметров.

Как определить полярность светодиода?

В прозрачном корпусе выводного светодиода можно увидеть анод и катод характерной формы. На SMD-корпусах есть угловой срез, он указывает на катодный вывод. На тыльной стороне имеется площадка теплоотвода, смещенная в сторону анода.

Еще один указатель полярности – пиктограммы. Они бывают в виде треугольника, букв Т и П. Направление буквенных выступов и вершины треугольника указывает на катод.

Достоинства и недостатки светодиодов

У светодиодов имеются как преимущества, так и недостатки. Рассмотрим их подробнее.

Цветовая маркировка диодов

Несмотря на простой принцип устройства диода, существует множество разновидностей этого прибора. Различать их помогают метки на корпусе – цветовая маркировка диодов. Она позволяет определить нужный прибор при покупке, а также правильно подключить его в схему. Однако большое количество категорий диодов и несколько систем условных обозначений могут легко ввести в заблуждение.

Диоды с цветовыми символами на корпусе

Типы диодов

Основное разделение диодов происходит по их виду. Различают три категории: материал изготовления, площадь p-n перехода и назначение.

Материал

Для производства диодов используют один из четырех исходных полупроводников:

германий – в маломощных и прецизионных цепях, имеет больший коэффициент передачи;
кремний – недорогие и долговечные, устойчивы к воздействию температуры, но обладают меньшей проводимостью;
арсенид галлия – дороже и сложнее кремниевых, высокая радиационная стойкость;
фосфид индия – в светодиодах и для работы на сверхвысоких частотах.

Каждому материалу в разных системах соответствует своя буква или цифра, которую указывают в начале.

Площадь перехода

Есть два варианта конструкционного размещения катода и анода:

Точечный диод. Один из электродов в виде узкой иглы вплавляется в кристалл, образуя p-n границу. Она имеет малую площадь, как следствие – высокая рабочая частота. Они почти вышли из применения по причине низкой прочности, уязвимости к перегрузкам и низкому максимальному току.
Плоскостный диод. Область перехода больше – контакт проходит по площади пластинки полупроводника, соединяемой с кристаллом. Отличаются большей емкостью, низким уровнем помех, малым падением напряжения. Пример – диод Шоттки.

В современной маркировке разделение практически не встречается – плоскостные диоды постепенно вытесняют точечные.

Подтип

Следующее обозначение зависит от назначения прибора. Существует классификация диодов, применяемых в разных областях: туннельные, лазерные, варикапы, стабилитроны. Внутри подтипа также есть разделение – уже по техническим параметрам:

рабочая частота;
время восстановления;
прямой и обратный ток;
допустимые значения обратного и прямого напряжения;
температурный режим.

Получается большое количество возможных сочетаний, отсюда – сложность создания единой системы маркировки.

Маркировка отечественных диодов

Диоды российского производства по-своему маркировались в разные периоды. Стандарт постоянно менялся, до утверждения современной системы было разработано три варианта. По-разному маркировали диоды малой и большой мощности. Сочетаниям букв и цифр соответствуют цветовые символы, согласно таблице.

Маркировка российских диодов

Старая система обозначений

Наименее информативная, с точки зрения современного разнообразия диодов, маркировка применялась до 1964 года. В нее входило всего три элемента:

буква «Д» – диод полупроводниковый;
номер, указывающий на особенности устройства диода и его назначение;
буква, определяющая разновидность (при ее наличии).

Вся полезная информация кодировалась во второй части – серийном номере. Например, номер до 200 означал, что диод точечный, от 200 до 400 – плоскостный; стабилитронам присваивали значение от 801 до 900 и так далее. Ориентироваться в такой системе было сложно.

В 1964 году систему усовершенствовали. В начале кода разместили указание на материал изготовления: 1, 2, 3 или Г, К, А – для германия, кремния и арсенида галлия, соответственно. Следующая буква означала тип прибора:

варикап – В;
стабилитрон – С;
диоды с высокими значениями рабочей частоты – А;
выпрямители и диодные мосты – Д.

Затем шел серийный номер, но относился он уже к конкретному подклассу. Это позволяло разделить, например, туннельный диод на несколько групп: генераторные (до 299), переключательные (до 399) и обращенные (до 499). При этом у стабилитронов номер указывал на стабилизационное напряжение. Например, 1С273 можно расшифровать так:

1 – германиевый;
С – стабилитрон;
273 – малой мощности, напряжение стабилизации – 73 В.

В конце могла стоять буква, означающая разновидность прибора, как и в первом варианте. Такая маркировка была более удобной, однако технологический прогресс и появление новых типов диодов потребовали очередной доработки.

Новая система обозначений

Для современных моделей отечественных диодов используют новый принцип маркировки, основанный на нескольких отраслевых стандартах. Без изменений остались обозначение материала полупроводника и категории диода. Изменения коснулись трехзначного номера, определяющего принцип работы.

Рассматривать его отдельно нельзя, так как для каждого типа диода подразумевают особое разделение по техническим параметрам. Например:

импульсные диоды – первая цифра означает время восстановления (от менее 1 нс до 500 и более);
выпрямители – среднее значение прямого тока;
стабилитроны – разная мощность (от 1 до 3 – менее 0,3 Вт, от 4 до 6 – до 5 Вт) и напряжение стабилизации (менее 10 В, до 100, более 100).

Следующие цифры, в отличие от старой системы, указывают номер разработки – характеристики конкретного диода в них не заложены. Если внутри класса диода есть дальнейшее разделение, после номера идет соответствующая литера.

Важно! В зависимости от назначения диода, в маркировке могут присутствовать дополнительные элементы, например, цифра на бескорпусном устройстве, определяющая особенности конструкции.

Диоды иностранных производителей

Похожий принцип с некоторыми отличиями используется в системе маркировки диодов импортного образца. Отличают три стандарта:

JEDEC – американский. Каждый диод представлен в виде набора обозначений в виде 1NXY, где X – это серийный номер, а Y – модификация. Первые два символа есть у всех приборов, поэтому в цветовой маркировке их не учитывают. Каждой цифре или литере соответствует свой цвет, согласно таблице.
PRO-ELECTRON – европейский. Две буквы в начале – материал и подкатегория диода. Серийный номер может иметь вид значения от 100 до 999 (бытовые приборы) либо с добавлением литер (Z10-A99), подразумевающих промышленное применение. Каждое из значений кодируется в цветовой элемент.
JIS – японский. Заметно отличается от предыдущих – в начале указывается функциональный тип: фотодиод, обычный диод, транзистор или тиристор. Затем идет S – обозначение полупроводника; следующая литера – тип прибора внутри категории, затем серийный номер и буква модификации (одна или две).

Цветовая маркировка по зарубежным системам

Запомнить все сочетания практически невозможно. Если усвоить хотя бы основные соответствия, разобраться в назначении диода удастся гораздо быстрее.

SMD-диоды

Особенность SMD-диодов, монтирующихся прямо на поверхность плат, – невозможность полноценной маркировки из-за небольших размеров. Отсюда – своеобразная система идентификации. Несколько способов различить такие диоды:

Обратить внимание на форму исполнения корпуса. У каждого типа есть характерный внешний вид, например, электролитические конденсаторы цилиндрические, керамические – в форме параллелепипеда.
Свериться с таблицей типоразмеров. Обычно это четыре цифры, которые обозначают габариты резистора в дюймах.

Для каждого типа корпуса и назначения предусмотрена своя система обозначений, что делает расшифровку неудобной.

SMD-диоды – маркировка отличается в зависимости от корпуса

Полярность SMD-диода

Малый размер также не позволяет разместить привычные различимые обозначения полярностей. При определении катода руководствуются следующим:

маркировка в виде цветных колец наносится на его сторону;
некоторые корпуса без цветовых символов имеют паз на стороне катода;
если на корпусе изображен треугольник, его вершина указывает на отрицательный полюс.

Это помогает избежать путаницы. Чаще всего во всех системах маркировки символы наносят на сторону катода, это справедливо и для SMD-элементов.

Маркировка светодиодов

В идентификации светодиодов сложностей меньше. Каждый тип обладает характерными внешними отличительными признаками. Различают две категории:

Цвет SMD-светодиода. В свою очередь, делят на группы по излучению: многоцветные диоды, нейтральный, теплый и холодный белый.
Размер элемента. По аналогии с зарубежной кодировкой используют 4 цифры, которые обозначают размер в миллиметрах. 3014 – размер 3 х 1.4 мм.

Число перед типом светодиода означает количество на 1 метр ленты. Для устройств с длинными выводами, заключенными в пластмассовый или стеклянный корпус, применяют систему цветовых элементов, ознакомиться с которой можно в таблице.

Пример цветовой маркировки светодиодов

Индекс цветопередачи CRI

Один из неочевидных параметров в кодировке – значение CRI, определяющее, насколько естественным выглядит свечение. Средний параметр равен 100 – это солнечный свет; меньшее значение применимо к источникам искусственного света. Соответственно, чем выше CRI, тем лучше.

Помимо определения нужного типа прибора в магазине, цветовую маркировку можно использовать в практических целях. Например, зная расположение и цвет элементов, можно рассчитать сопротивление резистора. Для этого достаточно занести данные в форму онлайн калькулятора. Понимание систем маркировки облегчает правильное использованию диодов и решает множество проблем, связанных с выбором нужного типа устройства.

Виды светодиодов, маркировка и параметры

Эта статья раскрывает секреты светодиодов, которые известны только профильным специалистам. Вы узнаете какие виды led выпускаются промышленностью, познакомитесь с технологиями их изготовления и характеристиками. Отдельный раздел посвящен особенностям модельного ряда светодиодов, применяемых в лентах и светильниках.

Мы расскажем как распознать маркировку светоизлучающих диодов, как узнать параметры светодиода, определить расположение анода/катода по малозаметным признакам. Вы убедитесь, что обычная линейка поможет узнать типоразмер smd-диода и затем найти о нем необходимую информацию.

1. Всё о видах светодиодов

Вначале светодиоды применялись лишь в качестве индикаторов на аппаратуре и оборудовании. Яркость индикаторных светоизлучающих диодов была невелика, и их свечение было хорошо заметно только в темноте. Изделия отличались выводной конструкцией – из круглого корпуса выходили два вывода (анод и катод).

С развитием технологий и появлением потребности в альтернативных источниках света появились более мощные и яркие диоды. Результатом многолетних разработок стали SMD-диоды и многокристальные COB-диоды. Они используются в современных светильниках, люстрах и прожекторах, выгодно отличаясь от ламп накаливания и галогеновых большей светоотдачей и яркостью, достигающей нескольких тысяч люменов.