Leuchtdioden

Wird ein pn-Übergang in Durchlassrichtung betrieben, so kommt es zur Rekombination der positiven und negativen Ladungsträger, wobei Energie frei wird. Bei den herkömmlichen Halbleitermaterialien (Si und Ge) wird diese Energie in Form von Wärme an den Kristall abgegeben. Spezielle Halbleitermaterialien geben jedoch die frei werdende Energie zum Teil in Form von Licht ab. Dieses Licht ist praktisch monochromatisch (typ. 30 nm Bandbreite), die Farbe des ausgesendeten Lichts hängt vom Halbleitermaterial und dessen Dotierung ab (siehe untenstehende Tabelle). Leuchtdioden (light emitting diode = LED) bestehen je nach Farbe aus GaAs, InAs, AlGaAs, GaP, GaAsP oder GaN und werden in den Farben blau, grün, gelb, orange, rot und infrarot angeboten.

Halbleiter	Wellenlänge [nm]	Farbe
InAs	3480	infrarot
GaAs	900	infrarot
GaP + ZnO	690	rot
GaAsP	660	rot
AlGaAs	650	rot
GaAsP + N	645	rot
GaAsP	580	gelb
GaP + N	570	grün
GaN	490	blau

Zum Betrieb werden sie in Vorwärtsrichtung mit 1 bis 20 mA geschaltet. Bei LEDs ist besonders auf die Sperrspannung zu achten, da diese sehr niedrig liegt. Ein Überschreiten der Sperrspannung führt zur Zerstörung des Bauelements.

LEDs werden in unterschiedlichen Bauformen angeboten, als Zylinder, Prisma oder Quader. Bei 7-Segment-Anzeigen werden sieben Leuchtdioden in Form eines Achters angeordnet. Durch Ansteuerung der entsprechenden Segmente kann man alle Ziffern darstellen. Die 7-Segment-Anzeigen werden mit gemeinsamer Anode oder gemeinsamer Kathode gefertigt. Für deren Ansteuerung existieren integrierte Schaltungen (7-Segment-Decoder), die die anliegende binäre Information in die entsprechenden Ziffern umsetzen. Jedoch kann man bei Verwendung eines Mikroprozessors leicht auf diese Decoder verzichten.

Bauformen von Leuchtdioden.