Die Leuchtdiode (Fortsetzung)
Hier eine kleine Zusammenstellung verschiedener LED-Typen und deren Eigenschaften wie verwendetes Halbleitermaterieal, Farbe, Wellenlänge und Flussstrom.
| Typ |
Farbe |
Halbleitermaterial |
Wellenlänge |
Nennstrom |
Flussspannung
|
| Standard |
Tiefrot |
GaP |
700 nm |
20 mA |
2,0 V |
| Standard |
Rot |
GaAsP |
655 nm |
20 mA |
1,7 V |
| Standard |
Orange |
GaAsP/GaP |
610 nm |
20 mA |
2,0 V |
| Standard |
Gelb |
GaAsP/GaP |
585 nm |
20 mA |
2,1 V |
| Standard |
Grün |
GaP |
555 nm |
20 mA |
2,2 V |
| Superhell |
Hyper-Rot |
GaAlAs |
660 nm |
20 mA |
1,85 V |
| Superhell |
Gelb |
AlInGaP |
595 nm |
20 mA |
1,8 V |
| Superhell |
Grün |
GaP |
565 nm |
20 mA |
2,2 V |
| Superhell |
Blau |
GaN |
430 nm |
20 mA |
3,5 V |
| Ultrahell |
Grün |
GaInN |
525 nm |
20 mA |
3,3 V |
| Ultrahell |
Blau |
GaInN |
475 nm |
20 mA |
3,5 V |
| Ultrahell |
Weiß |
GaInP |
|
20 mA |
3,5V |
Der Grund, weshalb für weiße LEDs kein Spektralwert eingetragen ist, ist folgender:
Reinweißes Licht besitzt alle Spektralfarben des sichtbaren Bereiches (Lichtfarben). Um ein weißes Licht zu erhalten, muss man also mindestens die 3 Hauptfarben des Lichtes - Rot, Grün und Blau - zusammensetzen. Ein einzelner Halbleiterkristall kann diese aber nicht erzeugen und daher bedient man sich des sogenannten Lumineszenz-Konverters. Dieser absorbiert Strahlung und gibt sie in einem anderen Wellenlängenbereich wieder ab.
Für eine weiße LED wird eine Blaue LED (GaInN-LED) mit Phosphor überzogen. Der Phosphor absorbiert bei der sogenannten Phosphor-Down-Conversation einen Teil der im blauen Spektralbereich liegenden Strahlung und wandelt diese in eine breitbandige Strahlung, die fast über den gesamten roten, gelben und grünen Spektralbereich reicht um. Hauptsächlich ist die Strahlung jedoch auf den gelben Wellenlängenbereich konzentriert. Die Kombination von blau und gelb erscheint insgesamt als weiß. Dieses Prinzip ist sehr ähnlich dem der Leuchtstofflampen.
Die Flussspannung bezeichnet die Spannung, bei der die optimale Lichtausbeute erreicht wird, ohne den Halbleiter zu schädigen. Eine LED ist relativ empfindlich, da die maximale Sperrspannung von 5V bei einer verpolten LED schnell zu einem Defekt führen kann (die Sperrspannung bezeichnet die maximale Spannung, die eine LED bei Verpolung verkraftet). Zu dem kommt die sehr steile Strom-Spannungs-Kennlinie, die die LED von der Diode "geerbt" hat. Im Klartext bedeutet das, dass der Strom nach Erreichen der Durchlassspannung (die LED schaltet durch und lässt Stromfluss zu) der Stromfluss im Verhältnis zur Spannung rapide ansteigt. Die untenstehende Grafik verdeutlicht dies. Die x-Achse stellt die Spannung dar, die y-Achse steht für den Stromfluss.
Die Strom-Spannungskuve verschiedener LEDs bzw der Si-Diode
Damit ist klar:
Eine LED kann nicht ohne stromflussbegrenzende Maßnahmen betrieben werden. Diese Strombegrenzung erfolgt mittels eines Widerstandes.
