Hallo
Kann mir jemand die Funtktionsweise einer LED wenn möglichst einfacher Art erklären des mit der N und P schicht und so .Ich hab scho gegoogelt und bin auch bei wikipedia fündig geworden hab es aber nicht wirklich verstanden .
MFG
Funzel
Funktionsweise LED
Moderator: T.Hoffmann
im forum im bereich "einheiten und definitionen" ansonsten bei wikipedia und bei google sollte eigendlich alles zu finden sein.
wie genau brauchst du s denn?
wie genau brauchst du s denn?
Also ich brauchs ja für meine mündliche Prüfung als Schwepunkthema das heißt mein kleiner Vortrag ohne irgend welche schriftlichen Mitteln sollte so 5-7 min dauern . Konkret hab ich angegeben LEDs im allgemeinen und dann noch speziel die weiße LED.
MFG
Funzel
MFG
Funzel
Neo hat geschrieben:durch die zugeführte Energie werden elektronen auf eine höhere schale gebracht und fallen dann wieder ab
die frequenz mit der gibt die Wellenlänge des Lichts vor und damit auch die Farbe
Nene, das is Falsch, Mit schalenmodell ist das garnicht zu erklären, das geht nur mit Bändermodell...
Sie Spannung der LEDs ist erstmal abhängig vom Halbleitermaterial.
Durch den Stromfluss werden Ladungsträger vom Valenzband aufs Leitungsband gehoben, da sie sich dort nicht halten können fallen sie wieder zurück aufs Valenzband, dabei müssen sie natürlich die zugeführte Energie wieder loswerden, und das geschieht im Bestfall durch Emision von Licht (wärme is auch dabei) Die Wellenlänge des Emmitierten Lichtes ist dabei abhängig von der Bandlücke des Halbleitermaterials, kann man auch irgendwie errechnen, das hab ich jetz aber nichtmehr im kopf, da müsst ich nachgucken
neo, das ist leider quark was du erzählt hast.
ich versuchs mal mit der kurzfassung.
Durch anlegen einer Spannung werden die Elektronen vom Bonddraht gelöst und richtung Chip beschleunigt. Wenn ich mich richtig erinnere werden die Elektronen dann in das Material des Chips aufgenommen, wobei sie ihre kinetische Energie in Form von Quanten abgeben. Ursprünglich war die Spannung also ausschlaggebend für die Farbe. Inzwischen werden verschiedene Farben durch unterschiedliche chemische zusätze in den Halbleitermaterialien des Chips erzeugt.
edit: habe das ganze mal gerechnet, für rote LED entspricht die Wellenlänge genau der angelegten Spannung, da wurde also nicht viel rumgepfuscht, bei blau kam es RELATIV gut aus, und der rest ist nurnoch gepfuscht
ps: ich habe noch ein paar seiten aus unserem Physikbuch aus der Oberstufe zur Funktionsweise von LEDs irgendwo auf meinem PC liegen, wenn du willst kann ichs dir mal per mail schicken
ich versuchs mal mit der kurzfassung.
Durch anlegen einer Spannung werden die Elektronen vom Bonddraht gelöst und richtung Chip beschleunigt. Wenn ich mich richtig erinnere werden die Elektronen dann in das Material des Chips aufgenommen, wobei sie ihre kinetische Energie in Form von Quanten abgeben. Ursprünglich war die Spannung also ausschlaggebend für die Farbe. Inzwischen werden verschiedene Farben durch unterschiedliche chemische zusätze in den Halbleitermaterialien des Chips erzeugt.
edit: habe das ganze mal gerechnet, für rote LED entspricht die Wellenlänge genau der angelegten Spannung, da wurde also nicht viel rumgepfuscht, bei blau kam es RELATIV gut aus, und der rest ist nurnoch gepfuscht
ps: ich habe noch ein paar seiten aus unserem Physikbuch aus der Oberstufe zur Funktionsweise von LEDs irgendwo auf meinem PC liegen, wenn du willst kann ichs dir mal per mail schicken
Das is allerdings auch Quark, sogar noch größerer als der von neo...Fightclub hat geschrieben:neo, das ist leider quark was du erzählt hast.
ich versuchs mal mit der kurzfassung.
Durch anlegen einer Spannung werden die Elektronen vom Bonddraht gelöst und richtung Chip beschleunigt. Wenn ich mich richtig erinnere werden die Elektronen dann in das Material des Chips aufgenommen, wobei sie ihre kinetische Energie in Form von Quanten abgeben. Ursprünglich war die Spannung also ausschlaggebend für die Farbe. Inzwischen werden verschiedene Farben durch unterschiedliche chemische zusätze in den Halbleitermaterialien des Chips erzeugt.
edit: habe das ganze mal gerechnet, für rote LED entspricht die Wellenlänge genau der angelegten Spannung, da wurde also nicht viel rumgepfuscht, bei blau kam es RELATIV gut aus, und der rest ist nurnoch gepfuscht
ps: ich habe noch ein paar seiten aus unserem Physikbuch aus der Oberstufe zur Funktionsweise von LEDs irgendwo auf meinem PC liegen, wenn du willst kann ichs dir mal per mail schicken
Die Elektronen werden nicht aus dem Bonddraht gelöst und die werden auch nicht beschleunigt...
Die spannung ergibt sich aus der Bandlücke, die Farbe ebenso...
Das sind auch keine Chemischen zusätze und das ist auch kein Pfusch,, das sind ganz einfach Verbindungshalbleiter, nur eben verschiedene Arten...
P.S.: Ja der Chip und der Kristall ist das selbe
ich hatte mal die led als hausarbeit! "LED - Leuchtdioden und ihre Anwendungen"
ich habe die funktion sehr einfach beschrieben so das es sich jeder denken kann! steinigt mich wenns falsch ist aber mein elektronik und chemielehrer meinte es sei so richtig!
der ledchip besteht aus zwei halbleiterschichten die mit anderen stoffen versetzt sind. die halbleiter werden so versetzt das eine schicht negativ und die andere schicht positiv geladen ist.
die elektronen müssen beim durchquären dieser beiden schichten unterschiedlich viel "energie" aufwenden.
bei der p-schicht brauchen sie mehr "energie" als bei der n-schicht! deswegen wird beim übergang die überflüssige "energie" in form von licht abgegeben. die halbleiterverbundungen bestimmen die farbe
ich musste die beschreibung so kurz wie möglich halten! hatte nur 10 minuten zeit und die hatte ich trotzdem um weiten überschritten!
ich habe die funktion sehr einfach beschrieben so das es sich jeder denken kann! steinigt mich wenns falsch ist aber mein elektronik und chemielehrer meinte es sei so richtig!
der ledchip besteht aus zwei halbleiterschichten die mit anderen stoffen versetzt sind. die halbleiter werden so versetzt das eine schicht negativ und die andere schicht positiv geladen ist.
die elektronen müssen beim durchquären dieser beiden schichten unterschiedlich viel "energie" aufwenden.
bei der p-schicht brauchen sie mehr "energie" als bei der n-schicht! deswegen wird beim übergang die überflüssige "energie" in form von licht abgegeben. die halbleiterverbundungen bestimmen die farbe
ich musste die beschreibung so kurz wie möglich halten! hatte nur 10 minuten zeit und die hatte ich trotzdem um weiten überschritten!
Was habt ihr für Lehrer? Is auch nicht richtig...
Ich versuchs mal für Laien verständlich zu erklären:
Erstmal Diode allgemein:
Eine Halbleiterdiode besteht aus einem halbleiterkristall der auf beiden Seiten unterschiedlich Dotiert (Gezielt verunreinigt) ist.
Die eine Seite ist P-Dotiert - Elektronenmangel (die so genannten Löcher)
Die andere seite ist N-Dotiert - Elektronenüberschuss
Diese entgegengesetzten Ladungen versuchen sich nun auszugleichen, so entsteht die Raumladungszone, also ein Neutrales Gebiet in der Mitte, um diese zu überwinden muss nun eine bestimmte Spannung anliegen um einen Strom fließen zu lassen (Be Siliziumdioden z.B. 0,7V) Das ist sozusagen die Spannung die gebraucht wird um den Kristall zu "sättigen" und somit strom fließen zu lassen.
LED:
Hier kommt die Große Bandlücke der Speziellen Verbindungshalbleiter zum tragen. Durch die zugeführte Energie werden Ladungsträger vom Valenzband auf das Leitungsband gehoben, da sie dort aber so gut wie nichts hält springen die Ladungsträger wieder zurück auf das Valenzband um einen stabilen zustand zu erreichen, die zugeführte Energie müssen sie wieder Loswerden und das tun sie im Besten Falle indem sie Licht emmitieren. Wenn die Bandlücke nun Größer ist, ist natürlich auch das Bestreben der Ladungsträger größer wieder zurück zu kommen, deshalb springen sie schneller wieder runter und erzeugen so kurzwelligeres Licht. (deswegen haben die Blauen LEDs ne höhere Spannung als die Roten)
Ich hoffe das is einigermaßen verständlich, es is garnicht mal so leicht ohne das ganze fachchinesich was zu erklären...
Ich versuchs mal für Laien verständlich zu erklären:
Erstmal Diode allgemein:
Eine Halbleiterdiode besteht aus einem halbleiterkristall der auf beiden Seiten unterschiedlich Dotiert (Gezielt verunreinigt) ist.
Die eine Seite ist P-Dotiert - Elektronenmangel (die so genannten Löcher)
Die andere seite ist N-Dotiert - Elektronenüberschuss
Diese entgegengesetzten Ladungen versuchen sich nun auszugleichen, so entsteht die Raumladungszone, also ein Neutrales Gebiet in der Mitte, um diese zu überwinden muss nun eine bestimmte Spannung anliegen um einen Strom fließen zu lassen (Be Siliziumdioden z.B. 0,7V) Das ist sozusagen die Spannung die gebraucht wird um den Kristall zu "sättigen" und somit strom fließen zu lassen.
LED:
Hier kommt die Große Bandlücke der Speziellen Verbindungshalbleiter zum tragen. Durch die zugeführte Energie werden Ladungsträger vom Valenzband auf das Leitungsband gehoben, da sie dort aber so gut wie nichts hält springen die Ladungsträger wieder zurück auf das Valenzband um einen stabilen zustand zu erreichen, die zugeführte Energie müssen sie wieder Loswerden und das tun sie im Besten Falle indem sie Licht emmitieren. Wenn die Bandlücke nun Größer ist, ist natürlich auch das Bestreben der Ladungsträger größer wieder zurück zu kommen, deshalb springen sie schneller wieder runter und erzeugen so kurzwelligeres Licht. (deswegen haben die Blauen LEDs ne höhere Spannung als die Roten)
Ich hoffe das is einigermaßen verständlich, es is garnicht mal so leicht ohne das ganze fachchinesich was zu erklären...
Hey das war gut erklärt! Vorallem das mit den versch. Spannungen LEUCHTET mir einCyberhofi hat geschrieben:Was habt ihr für Lehrer? Is auch nicht richtig...
Ich versuchs mal für Laien verständlich zu erklären:
Erstmal Diode allgemein:
Eine Halbleiterdiode besteht aus einem halbleiterkristall der auf beiden Seiten unterschiedlich Dotiert (Gezielt verunreinigt) ist.
Die eine Seite ist P-Dotiert - Elektronenmangel (die so genannten Löcher)
Die andere seite ist N-Dotiert - Elektronenüberschuss
Diese entgegengesetzten Ladungen versuchen sich nun auszugleichen, so entsteht die Raumladungszone, also ein Neutrales Gebiet in der Mitte, um diese zu überwinden muss nun eine bestimmte Spannung anliegen um einen Strom fließen zu lassen (Be Siliziumdioden z.B. 0,7V) Das ist sozusagen die Spannung die gebraucht wird um den Kristall zu "sättigen" und somit strom fließen zu lassen.
LED:
Hier kommt die Große Bandlücke der Speziellen Verbindungshalbleiter zum tragen. Durch die zugeführte Energie werden Ladungsträger vom Valenzband auf das Leitungsband gehoben, da sie dort aber so gut wie nichts hält springen die Ladungsträger wieder zurück auf das Valenzband um einen stabilen zustand zu erreichen, die zugeführte Energie müssen sie wieder Loswerden und das tun sie im Besten Falle indem sie Licht emmitieren. Wenn die Bandlücke nun Größer ist, ist natürlich auch das Bestreben der Ladungsträger größer wieder zurück zu kommen, deshalb springen sie schneller wieder runter und erzeugen so kurzwelligeres Licht. (deswegen haben die Blauen LEDs ne höhere Spannung als die Roten)
Ich hoffe das is einigermaßen verständlich, es is garnicht mal so leicht ohne das ganze fachchinesich was zu erklären...
Danke
PS:
Mein Physik Lehrer konnt mir an meinem Netzteil nicht sagen ob das AC oder DC war o.O Obwohl das dort abgebildet war......
ACDC gehört ja auch zusammen! Habe sogar noch Platten von denen im Schrank stehen!Mr M3xX! hat geschrieben: Mein Physik Lehrer konnt mir an meinem Netzteil nicht sagen ob das AC oder DC war o.O Obwohl das dort abgebildet war......
=P hat der sich sicher auch gedacht - der meinte dann aber net die band =PBer hat geschrieben:ACDC gehört ja auch zusammen! Habe sogar noch Platten von denen im Schrank stehen!Mr M3xX! hat geschrieben: Mein Physik Lehrer konnt mir an meinem Netzteil nicht sagen ob das AC oder DC war o.O Obwohl das dort abgebildet war......
gute!!!Cyberhofi hat geschrieben:Was habt ihr für Lehrer?
ich habe meine hausarbeit nicht vor irgentwelchen physikprof. gehalten. mein anliegen war es das ganze so leicht wie möglich zu erklären. und diese beschreibung habe ich so nur etwas detalierter im internet gefunden und nicht aus den fingern gesaugt. für meine zwecke hats gereicht.
Naja ich hab das 3 Jahre lang gelernt, da nimmt man es etwas genauer, ich denke mal um das grob auf Realschul-Niveau zu erklären reichts auch, denn das is alles bei weitem komplexer als es aussieht, man kann alleine am P-N-Übergang gut und gerne ne Viertel Stunde durchweg reden ohne alles erzählt zu haben und bei den LEDs isses noch schlimmer, ähnlich schlimm - wenn nicht gar noch schlimmer sind solarzellen
naja! danke das du es uns erklärt hast!
Hallo
Vielen dank für die raschen Antworten hab ich gar nicht so schnell erwartet. Nun hab ich da noch paar Fragen Cyberhofi passiert das mit der Bandlücke auch alles in der p und n schicht oder wie???Und der Halbleiterkristall sitzt in der Reflektorwanne soweit ich es weiß oder?? Und für was ist den der Reflektor???
Ich danke schon im Voraus fü die Antworten ist echt super das das so schnell ging wäre sonst irgenwie blöd da gestanden da ich im internet net wirklich was verständliches gefunden hab .
Vielen dank für die raschen Antworten hab ich gar nicht so schnell erwartet. Nun hab ich da noch paar Fragen Cyberhofi passiert das mit der Bandlücke auch alles in der p und n schicht oder wie???Und der Halbleiterkristall sitzt in der Reflektorwanne soweit ich es weiß oder?? Und für was ist den der Reflektor???
Ich danke schon im Voraus fü die Antworten ist echt super das das so schnell ging wäre sonst irgenwie blöd da gestanden da ich im internet net wirklich was verständliches gefunden hab .
der halbleiter sitzt in der reflektorwanne. diese dieht soweit ich weiß nur um das licht in eine richtung zu lenken => reflektor!
es gibt vereinzelt auch leds ohne wanne!
es gibt vereinzelt auch leds ohne wanne!
Die Bandlücke ist sozusagen im Kompletten Kristall also zwischen n und p gebiet, ob das licht Im ganzen Kristall erzeugt wird weiß ich jetzt aus dem Stehgreif nicht es könnte auch sein dass es nur im P-Gebiet erzeugt wird, da müsste ich mal nachschaun...
Der Kristall sitzt nur im reflektor, damit das licht gebündelt und in eine bestimmte richtung abgestrahlt wird, außerdem übernimmt der Reflektor die Kontaktierung der Kathode (dem N-Gebiet)
EDIT: Ich hab nachgeguckt, ganz genau genommen dürfte wirklich nur das P-Gebiet leuchten, da die Elektronen ja dort wieder aufs Valenzband fallen, aber ich denke das ist Haarspalterei weil es keine klare Grenze zwischen P und N Gebiet gibt...
Nochmal Edit: Ich glaub das mit der Bandlücke ist noch nicht ganz verständlich, also der Halbleiter hat (undotiert) auch eine Bandlücke (abstand zwischen Valenz und Leitungsband), die is aber ohne Dotierung noch "unwirksam" weil kein Elektron aufs Leitungsband kommt da es "zu weit weg" ist, durch die N Dotierung werden die elektronen sozusagen aufs Leitungsband geschoben und deshalb erhöht sich halt dann auch die Spannung mit erhöhter Bandlücke weil die höhe ja erst erreicht werden muss, aber ohne das n-gebiet kommen se nicht so hoch, is schwer zu erklären... Jedenfalls fallen se dann im P Gebiet wieder aufs Valenzband und geben dort die Energie ab...
Über die unterschiedlichen Bänderverschiebungen zwischen den verschiedenen Verbindungshalbleitern musst du eh nicht eingehen, das geht eh zu weit...
Schonwieder Edit: Ich glaub ich mal dazu mal ein paar Bilder und schreib ein sczhön gegliedertes Toturial bei "Einheiten und Definitionen"
Der Kristall sitzt nur im reflektor, damit das licht gebündelt und in eine bestimmte richtung abgestrahlt wird, außerdem übernimmt der Reflektor die Kontaktierung der Kathode (dem N-Gebiet)
EDIT: Ich hab nachgeguckt, ganz genau genommen dürfte wirklich nur das P-Gebiet leuchten, da die Elektronen ja dort wieder aufs Valenzband fallen, aber ich denke das ist Haarspalterei weil es keine klare Grenze zwischen P und N Gebiet gibt...
Nochmal Edit: Ich glaub das mit der Bandlücke ist noch nicht ganz verständlich, also der Halbleiter hat (undotiert) auch eine Bandlücke (abstand zwischen Valenz und Leitungsband), die is aber ohne Dotierung noch "unwirksam" weil kein Elektron aufs Leitungsband kommt da es "zu weit weg" ist, durch die N Dotierung werden die elektronen sozusagen aufs Leitungsband geschoben und deshalb erhöht sich halt dann auch die Spannung mit erhöhter Bandlücke weil die höhe ja erst erreicht werden muss, aber ohne das n-gebiet kommen se nicht so hoch, is schwer zu erklären... Jedenfalls fallen se dann im P Gebiet wieder aufs Valenzband und geben dort die Energie ab...
Über die unterschiedlichen Bänderverschiebungen zwischen den verschiedenen Verbindungshalbleitern musst du eh nicht eingehen, das geht eh zu weit...
Schonwieder Edit: Ich glaub ich mal dazu mal ein paar Bilder und schreib ein sczhön gegliedertes Toturial bei "Einheiten und Definitionen"
ok ich halt mich hier mal schön raus und frag nach den ferien mal meine lehrer zum thema leds das thema hatten wir (vll auch zum glück) noch nicht mal sehen was ich da gesagt bekomme
Hallo
Vielen dank für die vielen Antworten hatte heut meine mündliche Technik Prüfung .Über mein Schwepunkthema die LED haben die Lehrer gar nichts nachgefragt was vielleicht auch gut war
. Des andere Zeugs über des ganze Schuljahr war dafür von mir nicht so gut und deshalb hab ich eine 2,6 bekommen was aber mit meiner Jahresleistung von 2,3 eine 2,4 im schnit gibt und ich jetzt eine 2 bekomm 
.
Vielen dank für die vielen Antworten hatte heut meine mündliche Technik Prüfung .Über mein Schwepunkthema die LED haben die Lehrer gar nichts nachgefragt was vielleicht auch gut war
. Des andere Zeugs über des ganze Schuljahr war dafür von mir nicht so gut und deshalb hab ich eine 2,6 bekommen was aber mit meiner Jahresleistung von 2,3 eine 2,4 im schnit gibt und ich jetzt eine 2 bekomm .Wird wohl daran liegen dass die Technik-Lehrer von LEDs auch keine ahnung haben, überhaupt haben die meiner Meinung nach keine ahnung vom aktuellen Stand der Technik, meine Lehrerin wusste nichtmal was Erodieren (ein Metallbearbeitungsverfahren) ist...
Aber lieber gut vorbereitet und nicht gefragt worden als andersrum...
Aber lieber gut vorbereitet und nicht gefragt worden als andersrum...
naja wenn ich mir meine physik lehrerin anhöhre die mir erklärt hat das eis leitet weil es ja auch wasser besteht und dass am absoluten nullpunkt nur noch metalle strom leiten können war ich echt kurz davor sie zu fragen wieviel ihr dr gekostet hat. naja pisa hats gezeigt und das problem ist ja stärker als je zuvor da müsste echt mal was getan werden.
und herzlichen grlückwunsch zur bestandenen prüfung
und herzlichen grlückwunsch zur bestandenen prüfung
war letztes jahr einer der pisa mitgeschrieben hat 
ich hab mein bestes gegeben.
ich hab mein bestes gegeben.