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LED – WAS IST DAS

UND WIE FUNKTIONIERT ein LED Leuchtmittel EIGENTLICH?

 

LED = LIGHT EMMITTING DIODE
LICHT EMMITTIERNDE DIODE

Leuchtdioden bestehen aus 2 Schichten Halbleitermaterial unterschiedlicher Ladung. Halbleiterkristalle sind neutral, die unterschiedlichen Ladungen werden durch die Zugabe von geladenen Atomen, wie z.B. Silizium oder Bor erzeugt. Die
n-Schicht weist einen Elektronen-Überschuss auf, ist somit negativ geladen; die p-Schicht ist umgekehrt positiv geladen und besitzt sog. Elektronen-Löcher. Bringt man beide Schichten zusammen, gleichen sich die Ladungen in einer Grenzschicht aus, es passiert NICHTS.
Legen wir nun eine Spannung an, es reicht schon eine sehr geringe, beginnen die Elektronen aus der n-Schicht in die Elektronen-Löcher der p-Schicht zu „hüpfen“. Die Elektronen verbinden sich dort mit den positiv geladenen Atomen und entladen ihre überschüssige Energie in Licht-Blitzen. Das ist das, was wir als sichtbares Licht wahrnehmen.
Je mehr Spannung wir anlegen, desto stärker ist der Effekt und mehr Licht wird abgegeben.
Das nennt man das „Prinzip der Elektrolumineszenz eines Halbleiters“.

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Die Wellenlänge des Lichts variiert, je nach Material des Halbleiters und der zugesetzten Stoffe. Typisch ist jedoch, dass der Wellenlängen-Bereich ein sehr begrenzter ist – das ausgestrahlte Licht ist monochrom, hat also nur eine Farbe. Rot, oder Blau, oder Grün. Dabei gibt es KEIN weißes Licht, das wir aber für die künstliche Beleuchtung brauchen. Dieses können wir erzeugen, indem wir die Dioden mit einer fluoreszierenden Schicht überziehen. Die Zusammensetzung dieser Schicht (meist Phosphor) erzeugt unterschiedliche Lichtfarben.

 

DER KÜHLKÖRPER

Die Elektrolumineszenz erzeugt nicht nur Licht, sondern auch Wärme. Zwar nicht so viel wie bei einem Wolfram-Glühwendel, aber doch genug um den empfindlichen Halbleitern zu schaden. Um diese zu schützen, werden sie auf einen Kühlkörper aufgebracht oder von ihm eingefasst. Dadurch kann eine hohe Lebensdauer und vor allem weitestgehend gleichbleibende Leuchtstärke, bei geringer Wärmeentwicklung, garantiert werden.

 

ARTEN VON LED

Grundsätzlich gibt es 2 Arten der LED. „High Power” und “Low Power”. Als High Power LED bezeichnet man jene Dioden, die mit mehr als 10mA betrieben werden. Sie ermöglichen eine hohe Leuchtkraft auf kleinem Raum, sind aber auch hitzeanfällig und von geringerer Lebensdauer.

DIP LED

  • Dual-in-line-package – die früheste Art der Leuchtdioden. Diese LED wird mit zwei Drähten auf eine Platine gelötet und strahlt nur eine Wellenlänge an Licht aus. Verwendung findet sie häufig als Anzeige elektrischer Geräte.

SMD LED

  • Surface-Mounted-Device, ist immer noch die meist verbreitete Art der LED. Halbleiter und Kühlkörper bilden eine Einheit. Die Dioden werden im Kreislauf auf eine Platine gelötet. Der Halbleiter selbst ist in den Kühlkörper eingelötet, diese Lötstelle ist zeitgleich Wärmeübertragung und elektrischer Anschluss. Das zweite elektrische Bauteil ist der sog. Bond-Draht über den die Spannung angelegt wird.

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COB LED

  • Chip-On-Board. Bei dieser Technik wird der Halbleiter im eigenen Gehäuse direkt auf die Platine gelötet. Diese kann aus verschiedenen Materialien bestehen und dient gleichzeitig als Kühlkörper. Keramik ist ein gutes Material, denn seine wärmeleitenden Eigenschaften eignen sich hervorragend. Die Spannung wird hier über zwei Bonding-Drähte erzeugt. Diese Technik setzt sich immer weiter durch. SEGULA Leuchtmittel sind mittlerweile ausschließlich mit COB LED bestückt.

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Durch die COB Technologie wurde die Entwicklung des modernen Filaments möglich. Diese ist nicht nur bahnbrechend, was die Technik angeht, sondern auch in Sachen Design wegweisend. Das patentierte Soft Filament PLUS sorgt für hervorragende Eigenschaften und Optik! In der SEGULA Design Line verwenden wir ausschließlich dieses neuartige Filament!

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