LED 符號指南：意義、電路圖、極性與類型
2 分鐘
- 什麼是 LED 符號？
- 瞭解 LED 符號圖及其結構
- LED 符號類型
- LED 符號極性說明
- 電路圖中的 LED 符號方向
- 如何逐步閱讀電路中的 LED 符號
- 使用 LED 符號時的常見錯誤
- LED 符號與一般二極體符號比較
- LED 符號與 PCB 設計注意事項
- 透過 JLCPCB 實現您的 LED 電路
- LED 符號常見問題
- 結論
LED 符號是現代電路設計中最常用的電子符號之一。您會在電源指示燈、微控制器電路及 RGB 照明系統中看到 LED 符號。
無論是閱讀簡單電路圖，還是設計複雜的多層 PCB，瞭解 LED 電路圖符號都是正確閱讀及設計電子電路的基本能力。本指南將完整介紹發光二極體符號，從基本結構一路說明至實際 PCB 工作流程。
本指南將說明：
- LED 符號圖及其意義
- 極性：陽極與陰極
- LED、一般二極體與光電二極體的差異
- 如何閱讀 LED 電路
- 符號方向規則
- SMD 與 THT LED 符號
- RGB LED 符號基礎
- LED 封裝尺寸：0402、0603、5050
- 從電路圖到 PCB
圖：LED 電路圖符號，以及印刷電路板上發光中的實體 LED。
什麼是 LED 符號？
LED 符號是在二極體符號旁加上兩個向外箭頭，用來表示光線向外發射。
更精確地說，它是發光二極體（Light Emitting Diode）的電路圖表示方式。
符號由指向垂直線的三角形，也就是標準二極體形狀，以及兩個代表光子發射的斜向箭頭組成。
此符號由最新版 IEC 60617 定義；這是目前仍有效的國際電路圖圖形符號標準。
注意事項
先前的 IEEE 315／ANSI Y32.2 標準也定義相同圖形，但已於 2019 年 11 月正式停用，且沒有替代版本。
現代且符合規範的電子設計應以 IEC 60617 為準。
發光二極體符號在電路中代表什麼？
LED 電路符號可在一個小型圖形中，清楚傳達元件類型、電流方向及光學行為。
正確理解 LED 電路圖符號，有助於避免組裝階段發生極性錯誤。
| 特性 | 說明 |
|---|---|
| 符號形狀 | 二極體三角形、垂直陰極線及兩個向外箭頭 |
| 箭頭方向 | 遠離二極體本體，表示光線向外發射 |
| 陽極（＋） | 三角形平坦底部，連接正電源 |
| 陰極（－） | 垂直線，連接接地或負電源軌 |
| 適用標準 | 最新版 IEC 60617，線上資料庫約包含 1,900 個符號 |
| 使用場合 | 電路圖、PCB 設計、EDA 元件庫及技術文件 |
LED 符號的電氣行為：順向與逆向偏壓
二極體形狀，也就是三角形與垂直線，表示電流只能朝單一方向流動。
三角形指出允許的電流方向，電流會從平坦底部流向垂直線。
垂直線代表阻障；在正常情況下，電流無法從垂直線的一側反向通過。
LED 符號的光學意義：光子發射
LED 由 P 型及 N 型半導體層接合而成。施加順向電壓時，電子與電洞會復合，並以光子形式釋放能量。
兩個箭頭表示此二極體也會產生光線。箭頭朝向元件外側，代表光線離開 P-N 接面。
瞭解 LED 符號圖及其結構
LED 符號圖解析：三角形、垂直線及箭頭
電子產業普遍使用並能辨識此 LED 符號圖。
快速規則：
- 三角形＝電流方向
- 垂直線＝陰極
- 箭頭＝光線發射
LED 電路符號由三個元素組成：
- 三角形（二極體本體）：指向右側，代表 PN 接面及傳統電流方向。
- 垂直線（陰極）：位於三角形尖端，代表阻擋逆向電流的電位障壁。
- 兩個斜向箭頭：以約 45 度角指向符號外側，代表光子發射。
圖：標準 LED 電路圖符號，標示陽極、陰極、二極體本體及發光箭頭。
LED 符號為什麼具有箭頭？
快速規則：
- 箭頭向外＝LED，發出光線
- 箭頭向內＝光電二極體，接收光線
- 沒有箭頭＝標準整流二極體
標準矽二極體會以不可見熱量的形式消耗能量，這項資訊通常與電路圖閱讀者無關。LED 則會將相同的接面能量轉換成光子。
箭頭不需要額外文字標示，就能讓這項特性清楚可見。若要進一步瞭解二極體的基本運作方式，可參考完整的二極體符號指南。
箭頭代表能量以光線而非熱量形式離開接面，並不代表電流方向；電流方向由三角形表示。
箭頭表示輻射方向，也就是從光源向外。因此在複雜電路圖中，箭頭是辨識 LED 最重要的視覺特徵。
LED 符號類型
不同 LED 類型採用相同的核心符號，具體類別則會透過標籤、物料清單（BOM）及 PCB 封裝焊墊圖案標示。
標準 LED 符號
用於紅色、綠色、藍色及白色等可見光指示燈。具體顏色會註記於 BOM，或寫在元件參考標號旁，例如 D1 RED。
紅外線 LED 符號
其圖形與標準 LED 符號相同，元件標籤會加上「IR」，例如 D3 IR，並在 BOM 的波長欄位中標示規格。
RGB LED 符號
RGB LED 符號代表將三顆 LED 整合在同一電路圖元件中，通常會共用一個端子。
RGB LED 符號常見於微控制器及照明電路。
| 類型 | 共用端子 | 通道控制方式 |
|---|---|---|
| 共陰極 | 所有陰極連接至 GND | 對各陽極（R、G、B）施加電壓以點亮 |
| 共陽極 | 所有陽極連接至 VCC | 將各陰極拉至 GND 以點亮 |
圖：共陰極與共陽極 RGB LED 接線配置的電路圖比較。
SMD LED 符號與穿孔式 LED 符號
電路圖符號不會因封裝類型而改變。0603 SMD LED 與體積較大的 5 mm 穿孔式 LED，使用完全相同的電路符號。
LED 符號極性說明
最容易造成嚴重電路錯誤的環節就是極性。符號已直接表示極性，因此不需要猜測。
如何從 LED 符號辨識陽極與陰極
記憶方式：三角形始終從「＋」指向「－」。
三角形平坦底部是正電流輸入端，垂直線則代表電流離開的位置。
LED 符號極性規則
快速極性規則：
- 三角形平坦底部＝陽極（＋），連接正電源
- 垂直線＝陰極（－），連接接地
- 三角形指向傳統電流流動方向
實體 LED 元件的極性：SMD 與穿孔式
| 實體 LED 類型 | 陽極標記 | 陰極標記 |
|---|---|---|
| 穿孔式（5 mm、3 mm） | 較長接腳 | 較短接腳 |
| 穿孔式本體 | － | 塑膠外殼上的平坦邊緣 |
| SMD（0402、0603） | 參考資料表 | 圓點、線條或缺口，依製造商而異 |
| SMD（5050 RGB） | 參考資料表 | 依封裝標記判斷第 1 腳 |
圖：LED 電路圖符號的陽極與陰極，以及穿孔式與 SMD LED 上的實體標記。
LED 反向連接會發生什麼事？
LED 裝反後，實際情況如下：
- 逆向電壓低於 PIV：LED 不會發光，也沒有電流通過，通常不會立即損壞。
- 逆向電壓接近 PIV：開始出現少量漏電流，接面溫度略微升高。
- 逆向電壓超過 PIV：接面永久崩潰，LED 失效時可能讓電源軌短路。
多數指示用 LED 的峰值逆向電壓（PIV）只有 5～10 V。如果極性錯誤，即使常見的 5 V 或 12 V 電路也可能超出此範圍。
若要深入瞭解實體元件方向及故障排除，請參考完整的 LED 極性指南。
電路圖中的 LED 符號方向
LED 符號的水平與垂直方向
LED 符號方向不會影響電路功能，但為了方便閱讀，專業電路圖會遵循以下慣例：
- 水平（由左至右）：最常見的方向，電流在電路圖中由左向右流動。
- 垂直（由上至下）：常用於電源軌配置，符合電流由 VCC 向下流至 GND 的慣例。
電路圖中的反向 LED 符號
- 由右至左：電氣上可以使用，但必須以網路標籤清楚表示極性。這種方向會破壞閱讀流程，因此通常不建議使用。
LED 符號方向最佳實務
整份電路圖採用一致方向，可避免追蹤電路時產生混淆。所有 LED 都應妥善排列，讓電流在視覺上與電路圖其他邏輯採用相同方向。
如何逐步閱讀電路中的 LED 符號
學會正確閱讀 LED 符號電路，可確保元件不會在通電時燒毀。
如何辨識 LED 電路中的電流方向
- 找出陽極，也就是三角形平坦底部，並沿線確認它連接至正電源。
- 找出陰極，也就是垂直線，並沿線確認它連接至接地。
LED 電路中的電阻應放在哪裡？
- 找出串聯電阻：瞭解電阻符號及其位置非常重要。實際電路中，電阻可以放在陽極之前或陰極之後；只要串聯，限流效果完全相同。
圖：基本電路圖，顯示 5 V 電源、限流電阻及串聯 LED。
LED 電阻計算公式及範例
- 使用歐姆定律計算電阻值，避免 LED 損壞。
範例：5 V 電源、紅色 LED（Vf＝2.0 V）、目標電流 15 mA。
使用 LED 符號時的常見錯誤
1. 混淆 LED 與光電二極體符號
兩者符號幾乎相同，差別只在箭頭方向，但混淆它們會造成嚴重的文件錯誤。
進階 EDA 工具可能會顯示設計規則檢查（DRC）錯誤，也可能誤導組裝工程師採購光學接收元件，而非發光元件。
2. 誤解 LED 符號箭頭
初學者常誤以為箭頭代表電流離開電路。實際上，箭頭只表示光線，也就是光子向外發射。
3. 電路設計中的 LED 極性錯誤
如果在電路圖中意外對調陽極與陰極，PCB 上的封裝焊墊方向也會相反。LED 將承受逆向偏壓，阻擋電流並無法發光。
LED 符號與一般二極體符號比較
| 特徵 | 標準二極體 | LED |
|---|---|---|
| 三角形與陰極線 | ✓ | ✓ |
| 向外發光箭頭 | ✗ | ✓ |
| 單向導電 | ✓ | ✓ |
| 發出可見光／紅外線 | ✗ | ✓ |
| 典型順向電壓 | 0.6～0.7 V（矽） | 1.8～3.5 V |
| 順向電流（指示用途） | 最高數 A | 5～30 mA |
| 主要用途 | 整流、保護 | 指示、照明 |
LED 符號為什麼具有箭頭，而一般二極體沒有？
兩者唯一的視覺差異就是兩個箭頭。在密集的電路圖中，趕時間時很容易忽略，因此 IEC 60617 要求箭頭必須清楚繪製，不可只用文字暗示。
標準二極體會以熱量形式消耗功率，LED 則專門設計成發射光子，因此使用箭頭在視覺上加以區分。
圖：整流二極體、LED 與光電二極體的電路圖符號比較，顯示箭頭方向差異。
LED 符號與 PCB 設計注意事項
從電路圖轉換成實體電路板，需要精確的工程設計及順暢的 PCB 組裝。
圖：三階段工作流程，依序顯示 LED 電路圖符號、對應 PCB 封裝焊墊，以及 PCB 上最終完成的 SMD 與穿孔式 LED 3D 模型。
LED 符號與 PCB 封裝焊墊的差異
| 設計層級 | 代表內容 |
|---|---|
| 電路圖 | LED 符號及其網路連接，包括陽極與陰極網路。 |
| PCB 封裝焊墊 | 實體銲墊尺寸、間距及方向基準。 |
在 PCB 佈局中對應 LED 陽極與陰極
| 設計層級 | 代表內容 |
|---|---|
| 絲印層 | 板面上的元件外框及極性標記。 |
| 組裝圖 | 自動貼片方向參考。 |
從 LED 電路圖符號到 PCB 組裝
使用 EasyEDA 或 KiCad 等 EDA 工具進行設計時，可直接從 JLCPCB 零件庫選用標準表面黏著元件，確保電路圖封裝焊墊在迴焊過程中，能與實體元件完全相符。
透過 JLCPCB 實現您的 LED 電路
LED 符號是電子設計工作流程中的重要指示。瞭解各個視覺元素後，便能排除猜測並避免代價高昂的錯誤，確保電路圖與實體元件完全一致。
適合下列應用：
- LED 指示燈電路
- RGB 照明模組
- 嵌入式系統設計
準備投入生產了嗎？JLCPCB 以快速可靠的 PCB 組裝服務，銜接設計與成品電路板。
LED 符號常見問題
問：LED 符號可以代表雷射二極體（LD）嗎？
不可以。雷射二極體使用不同的 IEC 60617 符號，並會明確標示為 LD。使用標準 LED 符號會錯誤呈現元件的發光特性。
問：為什麼部分 LED 電路圖中沒有電阻？
限流功能可能已整合在 LED 模組內部，或由定電流 LED 驅動 IC、具有適當額定值的微控制器接腳負責。
問：如何在裸板上確認 LED 極性？
將萬用電表切換至二極體模式。紅色探棒接至推測的陽極，黑色探棒接至陰極。顯示順向電壓代表方向正確；顯示「OL」則代表方向相反。
問：在較高電壓電路中使用 LED，符號會改變嗎？
不會。符號代表元件類型，而不是額定電壓。只需要依較高的電源電壓，重新計算串聯限流電阻。
問：為什麼電路圖符號與 PCB 封裝焊墊的 LED 接腳不相符？
這通常是因為 EDA 元件庫採用不同命名規則，例如「A、K」與「1、2」。請務必在軟體中驗證接腳對應，避免 DRC 錯誤或封裝焊墊方向相反。
結論
LED 符號是電子設計工作流程中的重要指示。瞭解二極體三角形、陰極線及向外箭頭等視覺元素後，便能排除猜測並避免代價高昂的錯誤，確保電路圖與實體元件完全一致。
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