Oft wurde die LED-Diode mit Kontrollleuchten in Unterhaltungselektronik-, Haushaltsgeräten, Industriecontrollern oder Autos assoziiert, aber dank ihrer kleinen Abmessungen, Langlebigkeit und sehr geringem Stromverbrauch im Vergleich zu ihren entsprechenden Glühbirnen begann sie, den Markt zu erobern. Was ist eine LED-Diode?LED steht im Englischen für Light Emitting Diode und bezeichnet eine Leuchtdiode, auch als Licht emittierende Diode bezeichnet. Sie ist ein optoelektronisches Halbleiterbauelement, das elektrische Energie in elektromagnetische Strahlung, also Licht, umwandelt. Die einfachste LED-Diode ist eine Halbleiter pn-Übergang, der bei Vorwärtsspannung elektromagnetische Strahlung im Bereich von Infrarot (IR) über das sichtbare Lichtspektrum bis hin zu Ultraviolett (UV) emittiert.Aufbau und Funktionsweise der LED-DiodeDas Hauptbestandteil der LED ist ein Halbleiter (Kristall), der Strom nur in einer Richtung leitet. Unter dem Gehäuse der Lichtquelle befinden sich zwei Elektroden. Wird der Pluspol der Stromquelle an die Anode und der Minuspol an die Kathode angeschlossen, fließt Strom.Die Funktionsweiseder LEDberuht auf der Rekombination von Ladungsträgern, bei der Elektronen von einem höheren auf ein niedrigeres Energieniveau übergehen, wobei sie ihren Impuls beibehalten. Die Energie der Elektronen wird in Quanten elektromagnetischer Strahlung umgewandelt. Außerdem wird in LEDs das Phänomen der Lumineszenz genutzt, also das Aussenden von Lichtwellen durch nicht-thermische Einflüsse. Im Halbleiter bildet sich ein pn-Übergang. In der n-Schicht sammeln sich Elektronen, in der p-Schicht die sogenannten Löcher. Fließt Strom, springen Elektronen zu den Löchern und geben Energie in Form von Licht ab.
Berechnung des Widerstands für LEDs
Zunächst ist zu beachten, dass beim Anschluss einer LED an den Stromkreis zwingend ein Widerstand erforderlich ist, da die Diode sonst durch zu hohen Strom zerstört wird. Der Parameter, der den maximalen Strom bestimmt, der ohne Beschädigungsgefahr durch die Diode fließen kann, ist der Vorwärtsstrom. Er hängt vom Material der Diode ab (bei Gleichrichterdioden ist dies Silizium, bei LEDs das halbleitende Material, abhängig von der Farbe des Lichts).Die Durchlassspannung ist die minimale Spannung, bei der die LED zu leuchten beginnt, bedingt durch den Stromfluss.Informationen zum maximalen Durchlassstrom finden sich meist im Datenblatt der Diode, was jedoch schwierig sein kann, besonders wenn die Herkunft der Diode unbekannt ist.Typischerweise liegt der maximale Durchlassstrom bei LEDs im Bereich von 20-30 mA, aber die meisten traditionellen LEDs leuchten gut bei Strömen unter 10 mA, meistens 2-3 mA.Die Spannung, die an der Diode abfällt, hängt von der Lichtfarbe der LED ab und damit vom verwendeten Material.Wie also wählt man den Widerstand für die Diode aus? Das ist nicht schwer, wenn man die grundlegenden Gesetze der Elektrotechnik anwendet. Das zweite Kirchhoffsche Gesetz besagt, dass die Summe der Spannungsabfälle in einem geschlossenen Stromkreis der Versorgungsspannung entspricht. Somit muss die Summe der Spannungen an Diode und Widerstand der Versorgungsspannung entsprechen.
Uversorger= Udiode+ UR
Nach Umformung entspricht die Spannung am Widerstand der Differenz der Versorgungsspannung und der Diode
UR= Uversorger- Udiode
Wenn wir die Spannung am Widerstand kennen, können wir den passenden Widerstandswert ermitteln, um die Diode vor Beschädigung zu schützen.Gemäß der Formel ist der Widerstand das Verhältnis von Spannung am Widerstand zum Strom im Stromkreis. Indem wir Spannung und Strom in die Formel einsetzen, können wir den benötigten Widerstand berechnen.R=U/I
Beispiel
Wir haben eine gelbe LED, die keine Markierungen trägt.Aus der Tabelle lesen wir die Vorwärtsspannung ab, sinnvollerweise 2,1 V. Der Strom im Stromkreis ist 8 mA. Die Versorgungsspannung beträgt 12VNach der Formel sollte der Widerstand folgenden Wert haben:R=(12-2,1)/0,008= 1237,5 OhmIm Handel findet man keinen Widerstand mit genau diesem Wert, also verwenden wir einen anderen Widerstand mit einem Wert nahe dem berechneten. Hier wurde ein Widerstand mit 1,2 kOhm verwendet. Das hat keinen großen Einfluss auf den Strom, da die Änderung sehr gering ist. Zur Kontrolle kann man die Änderung des Stroms berechnen, indem man die Formel für den Widerstand umstellt. Also:I=U/R, alsoI=(12-2,1)/1237,5=8mAI=(12-2,1)/1200= 8,25mA(Abb. Nr. 1)Die Durchlassspannung der Diode ist ein Durchschnittswert aus der Tabelle. Wir können prüfen, wie sich der Strom mit extremen Werten ändert. Wir gehen davon aus, dass die Spannungsquelle genau 12V hat und der Widerstand exakt 1,2 kOhm.Maximaler Strom=(12-2)/1200=8,33mAMinimaler Strom=(12-2,3)/1200=8,083mAWie man sieht, beträgt die maximale Differenz zwischen den Stromwerten ca. 0,25mA, also etwa 3%.Nicht nur der Strom im Stromkreis ist wichtig, sondern auch die Versorgungsspannung, da bei zu niedriger Spannung Schwankungen den Strom stark verändern können.Man sollte darauf achten, dass möglichst hohe Spannung am Widerstand abfällt, was für eine bessere Stabilisierung des Durchlassstroms sorgt. Ein Mittelweg ist hier oft die beste Lösung, da mit höherer Spannung am Widerstand auch die Leistung aus der Stromquelle steigt.
LEDs bei InterElcom
Ein Beispiel für eine vielseitige Diode ist die grüne 3mm LED mit diffuser Linse. Sie ist eine der beliebtesten Dioden. Sie emittiert Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichts und eignet sich ideal für verschiedene Projekte.Wir sind autorisierter Distributor für elektronische Bauteile, einschließlich LEDs. Wir bieten Großhandelsverkauf mit Fokus auf höchste Qualität an. Besonderen Wert legen wir darauf, Produkte sofort verfügbar und zu konkurrenzfähigen Preisen anzubieten. Wir beobachten die Bedürfnisse unserer Kunden, um das Angebot ständig mit neuen Produkten zu ergänzen. Unsere Partner sind führende Marken der Elektronikindustrie weltweit. Als unabhängiger Distributor verfügt InterElcom über das größte Optoelektronik-Lager Polens. Dadurch gehören die Produkte von InterElcom zu den besten auf dem Markt.Viele Jahre Erfahrung und die kontinuierliche Weiterbildung der Mitarbeiter bei InterElcom gewährleisten professionelle Beratung und umfassende Unterstützung bei der Auswahl elektronischer Bauteile. Uns ist wichtig, dass der Kunde bei der Produktauswahl ein speziell auf ihn zugeschnittenes Angebot erhält.Quellen:https://mechatronikadlawszystkich.pl/tematy/elektronika/diody-ledhttps://forbot.pl/blog/jak-dobrac-rezystor-do-diody-rozne-metody-zasilania-led-id14482https://botland.com.pl/blog/dobieranie-rezystora-do-diody/https://rezystore.pl/diody-led/5015-dioda-led-rozne-warianty-.html
Die Durchlassspannung der Diode ist ein Durchschnittswert aus der Tabelle. Wir können prüfen, wie sich der Strom mit extremen Werten ändert. Wir gehen davon aus, dass die Spannungsquelle genau 12V hat und der Widerstand exakt 1,2 kOhm. Maximaler Strom=(12-2)/1200=8,33mA Minimaler Strom=(12-2,3)/1200=8,083mA Wie man sieht, beträgt die maximale Differenz zwischen den Stromwerten ca. 0,25mA, also etwa 3%. Nicht nur der Strom im Stromkreis ist wichtig, sondern auch die Versorgungsspannung, da bei zu niedriger Spannung Schwankungen den Strom stark verändern können. Man sollte darauf achten, dass möglichst hohe Spannung am Widerstand abfällt, was für eine bessere Stabilisierung des Durchlassstroms sorgt. Ein Mittelweg ist hier oft die beste Lösung, da mit höherer Spannung am Widerstand auch die Leistung aus der Stromquelle steigt. 
