LED - Leuchtdiode

Eine LED, die für Light Emitting Diode (Leuchtdiode) steht, ist eine Halbleiterdiode, die beim Anlegen einer Spannung leuchtet und überall in Ihrer Elektronik, neuen Beleuchtungsarten und digitalen Fernsehmonitoren verwendet wird.

So funktioniert eine LED

Vergleichen wir die Funktionsweise der Leuchtdiode mit der der älteren Glühlampe. Die Glühbirne funktioniert, indem sie Elektrizität durch einen Faden im Inneren der Glühbirne leitet. Das Filament erwärmt sich und glüht, und das erzeugt das Licht, es erzeugt jedoch auch viel Wärme. Die Glühbirne verliert ungefähr 98% ihrer Energie, die Wärme erzeugt, was sie ziemlich ineffizient macht.

LEDs sind Teil einer neuen Familie von Beleuchtungstechnologien, die als Festkörperbeleuchtung bezeichnet werden, und ein gut gestaltetes Produkt. LEDs fühlen sich grundsätzlich kühl an. Anstelle einer Glühbirne befindet sich in einer LED-Lampe ein Vielfaches kleiner Leuchtdioden.

LEDs basieren auf dem Effekt der Elektrolumineszenz, dass bestimmte Materialien Licht abgeben, wenn Elektrizität angelegt wird. LEDs haben kein sich aufheizendes Filament, sondern werden durch die Bewegung von Elektronen in einem Halbleitermaterial, üblicherweise Aluminium-Gallium-Arsenid (AlGaAs), beleuchtet. Das Licht tritt am pn-Übergang der Diode aus.

Wie eine LED genau funktioniert, ist ein sehr komplexes Thema. Hier finden Sie ein hervorragendes Tutorial, das diesen Vorgang ausführlich erklärt:

Hintergrund

Elektrolumineszenz, das natürliche Phänomen, auf dem die LED-Technologie aufbaut, wurde 1907 vom britischen Radioforscher und Assistenten von Guglielmo Marconi, Henry Joseph Round, entdeckt, als er mit Siliziumkarbid und einem Katzenschnurrbart experimentierte.

In den 1920er Jahren untersuchte der russische Radioforscher Oleg Vladimirovich Losev die Phänomene der Elektrolumineszenz in den in Funkgeräten verwendeten Dioden. Im Jahr 1927 veröffentlichte er eine Zeitung namens Carborundum-Leuchtdetektor und Detektion mit Kristallen Obwohl zu diesem Zeitpunkt keine praktische LED auf der Grundlage seiner Arbeit entwickelt wurde, wirkte sich seine Forschung auf zukünftige Erfinder aus.

Jahre später, 1961, erfanden und patentierten Robert Biard und Gary Pittman eine Infrarot-LED für Texas Instruments. Dies war die erste LED, die jedoch im Infrarotbereich außerhalb des sichtbaren Lichtspektrums lag. Menschen können kein Infrarotlicht sehen. Ironischerweise haben Baird und Pittman nur versehentlich eine Leuchtdiode erfunden, während das Paar tatsächlich versuchte, eine Laserdiode zu erfinden.

Sichtbare LEDs

Im Jahr 1962 erfand Nick Holonyack, ein beratender Ingenieur der General Electric Company, die erste LED mit sichtbarem Licht. Es war eine rote LED und Holonyack hatte Galliumarsenidphosphid als Substrat für die Diode verwendet.

Holonyack wurde für seinen Beitrag zur Technologie als "Vater der Leuchtdiode" ausgezeichnet. Er hält auch 41 Patente und seine anderen Erfindungen umfassen die Laserdiode und den ersten Lichtdimmer.

Im Jahr 1972 erfand der Elektrotechniker M George Craford die erste gelbe LED für die Monsanto Company unter Verwendung von Galliumarsenidphosphid in der Diode. Craford erfand auch eine rote LED, die zehnmal heller war als die von Holonyack.

Es ist anzumerken, dass die Monsanto Company als erste Firma sichtbare LEDs in Serie produzierte. Im Jahr 1968 produzierte Monsanto rote LEDs als Indikatoren. Erst in den 1970er Jahren wurden LEDs populär, als Fairchild Optoelectronics begann, kostengünstige LED-Geräte (jeweils weniger als fünf Cent) für Hersteller herzustellen.

1976 erfand Thomas P. Pearsall eine hocheffiziente und extrem helle LED für den Einsatz in Glasfaser und Glasfasertelekommunikation. Pearsall hat neue Halbleitermaterialien erfunden, die für die Wellenlängen der Lichtwellenleiterübertragung optimiert sind.

1994 erfand Shuji Nakamura die erste blaue LED aus Galliumnitrid.