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Was sind LEDs und wie funktionieren sie?

Was sind LEDs?

LEDs sind eine Art von Halbleiter und stehen für „Light Emitting Eiode" [Leuchtdiode].
Weiße LEDs, die eine praktische Realisierung durch die Nutzung von blauen LEDs mit hoher Helligkeit, welche 1993 basierend auf Gallium-Nitrid entwickelt wurden, erzielt haben, erhalten zunehmend Aufmerksamkeit als 4. Lichtquellentyp.

Wie senden LEDs Licht aus?

LEDs sind Halbleiter-Lichtquellen, die einen Halbleiter des P-Typs (größere Lochkonzentration) mit einem Halbleiter des N-Typs (größere Elektronenkonzentration) kombinieren.
Die Anwendung einer ausreichenden Durchlassspannung führt dazu, dass sich die Elektronen und Löcher an der P-N-Sperrschicht neu kombinieren, wodurch Energie in Form von Licht freigesetzt wird.
Im Vergleich zu konventionellen Lichtquellen, welche die elektrische Energie zuerst in Hitze und dann in Licht konvertieren, wandeln LEDs die elektrische Energie direkt in Licht um, wodurch eine effiziente Lichterzeugung mit einer geringen Elektrizitätsverschwendung geboten wird.

Lampentyp / Chip-Typ

Types of LEDs

Two types of LEDs are available, a lamp type (leaded) and a chip type (surface mount). Users can select the ideal type based on set requirements.

Lamp Type / Chip Type

Wellenlänge und Farbe

Die LED-Farbe (Emissions-Wellenlänge) verändert sich abhängig vom verwendeten Material.
Dies ermöglicht es, die Farbe kundenspezifisch anzupassen, um bestimmte Wellenlängespezifikationen, welche für Anwendungen erforderlich sind, die traditionelle Glühbirnen als Lichtquelle verwenden (für die es Normen gibt), z.B. Ampeln und Fahrzeugleuchten, zu erfüllen.
Es werden zwei Spezifikationen für die Wellenlänge verwendet, um die Farbe anzugeben: λP (Spitzenwellenlänge) und λD (dominante Wellenlänge), wobei λD der Farbe entspricht, die vom menschlichen Auge tatsächlich wahrgenommen wird.

CIE-Chromatizitätsdiagramm

Wie wird Weißlicht erzeugt?

Es gibt mehrere Methoden zur Erzeugung von Weißlicht anhand von LEDs. Nachstehend werden wir 2 typische Emissionsmethoden vorstellen.

Blaue LED + gelbes Phosphor

Die Kombination einer blauen LED mit gelbem Phosphor, das eine Komplementärfarbe ist, erzeugt Weißlicht.
Diese Methode ist einfacher als andere Lösungen und bietet eine hohe Effizienz, was sie zur beliebtesten Lösung auf dem Markt macht.

Blaue LED + gelbes Phosphor

Rote LED +Grüne LED + Blaue LED

Die Kombination der 3 Primärfarben führt zu Weißlicht.
Wird nicht so häufig für die Beleuchtung verwendet wie in vollfarbigen LED-Geräten.

Rote LED + Grüne LED + Blaue LED
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