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LED
[bearbeiten] BeschreibungEine LED (engl. Light Emitting Diode, Leuchtdiode) besteht aus einem Halbleiter PN-Übergang der durch seine Zusammensetzung Licht eines stark begrenzten Wellenbereiches emittiert, wenn er in Durchlassrichtung von Strom durchflossen wird. Die Helligkeit einer LED ist in erster Näherung proportional zum Strom. Die Farbe des emittierten Lichts hängt vom verwendeten Halbleitermaterial ab. Es existieren Halbleitermaterialien für den gesamten sichtbaren Bereich, als auch für den Infrarotbereich und den nahen Ultraviolettbereich. Für kurze Wellenlängen (Blau bis Ultraviolett) ist ein Halbleitermaterial wie z.B. InGaN oder GaN erforderlich. Für die ersten blauen LEDs wurde SiC verwendet, welche aber eine schlechte Effizienz hat (Quelle:Wikipedia). Weißes Licht oder andere Farbmischungen können erzeugt werden, indem man eine Blau- oder Ultraviolett-LED mit einem Phosphor-Material beschichtet, welches durch das Licht der LED zur Emission angeregt wird. Die entstehende Farbe wird dabei von der Beschichtung bestimmt. [bearbeiten] Durchlass-SpannungLEDs haben im Vergleich zu gewöhnlichen Dioden eine vergleichsweise hohe, vom Halbleitermaterial abhängige Durchlass-Spannung. Bevor diese erreicht wird, fließt kein Strom und die LED leuchtet nicht. Oberhalb der Durchlass-Spannung steigt der Strom schnell an (Diodenkennlinie). Die Durchlass-Spannung reicht von ca. 1,2 V bei Infrarot-LEDs bis zu etwa 4 V bei Ultraviolett-LEDs. [bearbeiten] Durchlass-StromDa LEDs durch einen zu hohen Strom zerstört werden, muss der Strom begrenzt werden. Typische Maximalwerte liegen abhängig von der LED z.B. bei 2 mA (low current) oder 20 mA. Genaue Angaben dazu finden sich in entsprechenden Datenblättern. [bearbeiten] VorwiderstandIm einfachsten Fall und bei relativ geringfügig variierender Betriebsspannnung kann man dazu einen Widerstand einsetzen. Bei 6 V Betriebsspannung, einer Durchlass-Spannung der LED von 2,4 V und einem gewünschten Strom von 20 mA braucht man nach dem Ohmschen Gesetz einen Widerstand von 180 Ohm, bei 12 V Betriebsspannung sind es 480 Ohm
In der Praxis wird jeweils der nächstgrößere, verfügbare Wert gewählt (E-Reihen). Wie man aus dem Beispiel erkennt, ist bei stark variierender Betriebsspannung ein Vorwiderstand weniger geeignet - es sei denn, man nimmt sehr unterschiedliche LED-Ströme, LED-Helligkeiten und möglicherweise die Zerstörung der LED in Kauf. Mit einem 480 Ohm Widerstand, der für 12 V Betriebsspannung "passend" wäre, würden bei 6 Volt statt 20 mA nur noch 7,5 mA fließen. Mit einem 180 Ohm Widerstand, der für 6V Betriebsspannung "passend" wäre, würden bei 12 V statt der gewünschten 20 mA allerdings schon 53 mA fließen. [bearbeiten] KonstantstromquelleAusweg ist hier eine Konstantstromquelle. Kriterien für die Auswahl einer Schaltung für die Konstantstromquelle sind hierbei z.B. Betriebsspannungsbereich, erforderliche Genauigkeit und Kosten. [bearbeiten] Siehe auch[bearbeiten] Weblinks
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