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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Funktionsweise einer LED


Autor: manni72 (Gast)
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Hallo!

Ich versuche mich im Moment genau über die Funktionsweise einer LED zu
informieren. Im Netz hab ich schon viele hilfreiche Dokumente gefunden.
Dabei fällt sehr oft der Begriff der Rekombination. Kann mir mal einer
beschreiben, was das bedeutet? Und ich hab auch nicht verstanden, warum
eine LED in Sperrrichtung eigentlich sperrt. Vielleicht kann mal jemand
genau beschreiben, wie sich die Elektronen in der LED verhalten und was
sie bewirken.
Über konstruktive Antwort würde ich mich sehr freuen!

Mit freundlichen Grüßen,
Mannfred

Autor: Flite (Gast)
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Hallo Manfred,

also um die ganze Halbleitertechnik zu erklären würde ich zimelich
lange brauchen. Deshalb nur eine knappe Zusammenfasssung.

Bevor Halbleiter in Elektronikbauteile eingebaut werden, werden diese
dotiert. Man unterscheidet n(egativ) dotierte Halbleiter und p(ositiv)
dotierte Halbleiter.

In den n Halbleitern können sich negative Ladungsträger bewegen
(Elektronen), in den p dotierten Halbleitern können sich positive
Ladungsträger bewegen (sogenannte Löcher).

Nun kommt bei Dioden (auch bei Leuchtdioden) eine p Schicht und eine n
Schicht aufeinander. Dazwischen entsteht ein elektrisches Feld (da die
eine Schicht positiv, die andere negativ geladen ist).

Wenn du nun an einen Pol die positive Spannung anschließt und an den
anderen GND, so wird (wenn die LED falsch rum gepolt ist) das
elektrische Feld größer - d.h. die Diode sperrt. Wenn du sie richtig
polst, machst du erst das Feld platt (das sind die 0,7 V die eine Diode
braucht als Spannungsabfall) und danach 'fliegen' die Elektronen in
die Löcher und du hast Stromfluss.

Bei diesem 'Fliegen' wird Energie frei. Diese Energie wird in Form
von Photonen abgegeben. Das nennt sich Rekombinationsleuchten. Da die
Elektronen eine bestimmte Energie (je nach verwendetem
Halbleitermaterial) abgeben entsteht Licht genau einer Wellenlänge.
(also zum Beispiel grün).

Ich hoffe die Erklärung hat dir wenigstens ein bisschen geholfen.

Grüße
Flite

Autor: manni72 (Gast)
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Hallo Flite!

Vielen Danke für diese ausführliche Antwort! Du hast mir sehr
weitergeholfen. Habe ich das jetzt richtig verstanden, dass die
Rekombination sozusagen dass "Fliegen" der Elektronen ist?

Mit freundlichen Grüßen,
Mannfred

Autor: Flite (Gast)
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Hallo Mannfred!

Also Elektronen bedeutet Elektronenüberschuss, Löcher bedeutet
Elektronenmangel. Rekombination nennt man nun, wenn ein Elektron in ein
Loch 'fällt'.

Grüße
Flite

Autor: Hagen (Gast)
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Und die Energie die es aufgenommen hat um diesen Platz zu tauschen gibt
das Elektron als Licht beim "hineinfallen" ins Loch wieder ab ;)

Gruß hagen

Autor: Gregor Bauer (Gast)
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guck mal im lexikon nach da steht ne menge dazu drin.

mfg gregor

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

hier etwas kurz, aber die Durchlaßspannungen sind ausführlich
aufgelistet (alle mehr als 0,7V !):
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201111.htm

oder da:
http://www.led-info.de/grundlagen/i_led.htm

" Bei den Licht emittierenden Dioden (LED) erfolgt die
Strahlungserzeugung durch Rekombination von
Ladungsträgerpaaren in einem Halbleiter mit entsprechendem
Bandabstand."

Gruß

Autor: Sebastian (Gast)
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@manni: Wieviel Vorwissen hast du denn? Sagt dir das Bändermodell an
einem PN-Übergang etwas? Je nachdem, wie du die LED anschließt,
vergößert oder verkleinert sich die Bandlücke am Übergang der dotierten
Gebiete, bis bei Silizium ca. 0,7V erreicht sind. Ab dann ist eine
Elektron-Loch-Rekombination möglich. (Vorher natürlich auch schon,
Stichwort Tunnel-Effekt, aber das führt zu weit ...)

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