Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 4 Hoofdstuk 1 Paragraaf 1.10 Blz. 78 t/m 82

Een led (van het Engelse light-emitting diode) is een elektronische halfgeleidercomponent opgebouwd als een diode, die bij stroomdoorgang in de doorlaatrichting licht uitstraalt. Dit kan zichtbaar licht in diverse kleuren zijn, maar ook infraroodstraling of ultraviolette straling.

Algemene uitleg LED

Een LED is een diode die licht uitstraalt. Er zijn LED’s te koop met een verschillende lenskleur. Ook zijn er LED’s die een blauwe, rode, witte, groene licht-kleur of zelfs niet-zichtbaar licht (infrarood) kunnen uitstralen vanuit een helder transparante lens/omhulling.

Verschillende LED met Symbolen erbij

Tevens zijn er LED’s die meer lichtkleuren kunnen uitstralen (afbeelding hieronder). LED worden veelvuldig toegepast en dat neemt alleen nog maar toe. Dat komt vooral door hun lange levensduur en geringe energieverbruik.

In combinatie met een fotodiode is het mogelijk om optische koppelingen (optocouplers, zie afbeelding hieronder) te maken. Dit soort koppelingen is veilig en zorgen voor een galvanische scheiding.

De verschillende kleuren van de LED zijn samengesteld uit diverse materialen-samenstellingen. Dit heeft tot gevolg dat de verschillende LED’s ook een eigen drempelspanning hebben, voordat ze licht uitstralen.

Dat is te zien in de karakteristiek in de afbeelding hieronder. In de LED zit vrijwel altijd de stof gallium (Ga). Uit de karakteristiek blijkt dat de LED in doorlaat moet worden aangesloten.

Opbouw van een LED’s

In onderstaande afbeelding is de opbouw van een LED afgebeeld met de herkenning van de anode en kathode. Als een LED2 aansluitdraad heeft die even lang zijn, dan is bij de anode-aansluiting een kruis (+) in dit aansluitdraad aangebracht. Zijn de aansluitdraden van verschillende lengte, dan is de langste de anode (+).

Opbouw van een LED

Werking van een LED

De werking berust op een fysisch effect, ook wel een foto-elektrisch effect genoemd. Door het aangebrachte elektrische veld tussen de plus en de min treedt er recombinatie van elektron-gat-paren op.

Deze recombinaties leiden tot het uitstralen van fotonen. Licht wordt als vorm van elektromagnetische straling besproken. De golflengte van de fotonen komt overeen met de bijbehorende energieband van het PN-materiaal.

Werking van LED

Om continu een straling (emissie) te vekrijgen moeten voortdurend rechtstreekse recombinaties optreden tussen elektronen uit de geleidingsband en gaten uit de valentieband (Zie bovenstaande afbeelding).

Dit continu proces kan verkregen worden bij een in doorlaat geschakelde LED met bijvoorbeeld een If=20mA. De verschillende combinaties en verontreinigingen geven aanleiding tot verschillende golflengte van uitgezonden licht.

Zo kan het spectrum van een galliumfosfide-LED’s (GaP) van geel tot groen zijn. Galliumarsenidefosfide (GaAsP) geeft geel tot rood licht. GaAs heeft een energiekloof van ongeveer 1,43 eV zodat de golflengte 900nm en GaAs kan dienen als infrarood-zender (IRED=Infrared emitter).

Opmerking werking LED

  1. Bij de nominale stroomsterkte bedraagt de voorwaartse spanningsval over een LED’s 1,3 á 3 Volt naar gelang de gebruikte halfgeleider en verontreiniging;
  2. Na verloop van tijd beginnen verouderingsverschijnselen op te treden bij een LED: het uitgestraald vermogen neemt af. Grote stroomsterkten en hoge omgevingstemperaturen bevorderen de veroudering.

LED’s in een schakeling

Als we een Light Emitting Diode in een schakeling opnemen dan dienen we rekening te houden met de maximale stroomsterkte door de LED. Een stroom van 10 mA is meestal normaal. Slechts in enkele gevallen zal deze tot 20 Ma oplopen, afhankelijk van de kleur en/of de gewenste lichtsterkte. Daarom zal de LED altijd aangesloten worden in serie met een ”voorschakelweerstand”.

Berekening van de weerstand

Toepassing in Displays

In onderstaande afbeelding zie je de toepassing ervan in Displays.

Andere Soorten Diodes

Bent u nou geïnteresseerd geraakt in meerdere Diodes? Kijk dan eens naar de volgende Artikelen:

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 4 Hoofdstuk 1 Paragraaf 1.10 Blz. 78 t/m 82

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.