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Mit LED Strom sparen

Aufbau der LED’s und die Funktionsweise

Die LED ist einfach aufgebaut. Sie besteht aus einem LED-Chip sowie einem Reflektor mit Kontakt zur Kathode und einem Golddraht zur Anode. Eine Kunststoff-Linse vereint die Bauteile und hält sie zusammen. Die Anode bekommt aus dem Vakuum freie Elektronen, die Kathode gibt die Elektronen ab. Ein LED-Chip bildet eine Diode aus Halbleitermaterial, die Strom nur in einer Richtung fließen lässt. Man verwendet zwei Schichten von Halbleitermaterial: Eine Schicht hat mehr Elektronen, die „n“-Schicht, die zweite zu wenig Elektronen, die „p“-Schicht hat Elektronenlöcher. Das wird erreicht durch Zugabe von Atomen wie Bor sowie Silizium zum Halbleitermaterial.

Kommen beide Schichten zusammenkommen, werden in der Grenzschicht Ladungsunterschiede ausgeglichen. Dann ist dieser n-p-Körper neutral, das heißt ohne Strom. Nun reicht eine keine Spannung von der n-Schicht zur p-Schicht aus, damit Strom fließt. Die Elektronen wandern von der n-Schicht mit dem Elektronenüberschuss in die p-Schicht mit dem Elektronenmangel. Sie gehen in die Löcher und verbinden sich mit positiven Atomen. Dabei wird Energie als Licht freigesetzt und kann durch eine dünne p-Schicht nach außen. Die Lichtstärke wächst proportional zur Stromstärke.

Weil die Wellenlänge des Lichtes vom Halbleitermaterial und der Ladungsverteilung der zugegebenen Atome beeinflusst wird, strahlen LED’s in einem engen Wellenlängenbereich. So ist die Farbe des Lichtes bestimmbar. Rote, blaue, grüne oder gelbe LEDs alle leuchten sehr klar. Dadurch ergeben sich die vielfältigen Anwendungen der LED Leuchtmittel.

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