WINTERSEMESTER 2005 / 2006 „ LEUCHTDIODE “ Salomon Elvis

Leuchtdiode 1. Definition 2. Aufbau 3. Funktionsprinzip 4. LED in der Anwendung 5. Technologie 6. Eigenschaften Salomon

2 Definition Leuchtdiode ist ein elektronisches Halbleiter-Bauelement, das licht aussenden kann, wenn ein Strom durch sie in Durchflussrichtung fließt. Symbol Schalt-Symbol Salomon

AUFBAU 3 Bonddraht-Kontaktstelle im Mitten auf dem Kristall Erkennbarkeit der Bonddraht oberhalb des Trägers Erkennbarkeit der Kathode durch Abflachung Reflektor ist am meistens die Kathode Kathode → kürzeres Beinchen Innerer Reflektor Makroaufnahme einer LED Foto einiger LED Salomon

Funktionsprinzip 4 Bestandteile der LED: . n- leitende Halbleiterschicht . p- leitende Dünnschicht mit großer Löcherdichte Überschwemmung der Grenzschicht mit freien Ladungsträgern Proportionalität der Lichtstärke mit Stromstärke Empfindlichkeit der Diode Salomon

Funktionsprinzip Wellenlänge 5 λ(WD): Wellenlänge des emittierten Lichtes h : Plancksches Wirkungsquantum c: Lichtgeschwindigkeit WD: Bandlücke, abhängig vom Halbleiterwerkstoff Salomon

LED in der Anwendung 6 Beschaltung der LED Berechnung des Vorwiderstandes: Rv =Vorwiderstand Uges =Gesamtspannung Uf =Durchlassspannung I(f) =Durchlassstrom Standard-Leuchtdioden → bei 15 bis 20 mA. Typ UF bei IF = 20 mA IF max/mA U®/V Ptot/mW Farbe CQY 26 1,7V 100 3 210 rot CQY 28 2,4V 60 grün CQY 29 gelb CQY 65 40 CQY 66 2,5V CQY 67 Salomon

Technologie 7 Umwandlung elektrischer Signale in Lichtsignale Variieren des Lichtes durch Halbleitermaterialien und Dotierung Folgende Materialien beeinflussen Spektralbereich und Effizienz: - Aluminium-Galliumarsenid (ALGaAs)- rot und infrarot -Gallium-Aluminum-Arsenid (GaALAs) rot - Siliziumcarbid (SiC) – erste Kommerzielle blaue LED; geringe Effizienz - Indium-Galliumnitrid (InGaN) blau und grün Spektren einer roten, grünen, blauen & weißen LED UV-LED aus InGaN Salomon

Eigenschaften 8 Monochromes Licht im begrenzten Spektralbereich Lebensdauer → Hälfte des Anfangswertes der Lichtausbeute Abhängigkeit der Lebensdauer von Halbleitermaterialien und Betriebsbedingungen Lebensdauer – von 1000 bis zu über 100000 Stunden Drastische Verkürzung der Lebensdauer durch Temperatur Salomon

9 Quellen http://www.realschule.bayern.de/lehrer/dokumente/untmat/ph/halbleit/1sthalbl.htm http://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201111.htm Salomon