Wie funktioniert eine LED?

Die Elektronen wandern dabei umgekehrt, also von der Kathode zur Anode. Bei diesem Elektronenfluss kommt es zur Rekombination von Elektronen mit Löchern, wobei Photonen (Licht) freigesetzt werden.

Zwischen Kathode und Anode gibt es eine sog. Bandlücke. Diese Bandlücke ist als neutrale Zone vorstellbar und je nach Dotierung des Halbleiters unterschiedlich groß. Abhängig von der Bandlücke zwischen Anode und Kathode ist eine Energielücke gegeben. Die Energie zum Überwinden der Energielücke (E´´-E´) ist gleich der emittierten Photonenenergie und somit auch gleich der Wellenlänge des emittierten Lichts.

Kurzum: Abhängig von der Halbleiterzusammensetzung (Dotierung) entstehen unterschiedliche Abstände zwischen den Leitungsbändern und somit auch unterschiedliche Wellenlängen beim rekombinieren der Elektronen mit den Löchern.

Wissen kompakt: LED

Falcon ist mit ihren hochwertigen LED- Beleuchtungen Ansprechpartner für die industrielle Bildverarbeitung. Machine-Vision-Experten wissen: Die Entwicklung von Systemen zur Qualitätssicherung und industriellen Automatisierung beginnt  mit der Beleuchtung. Mit der richtigen Farbe, der richtigen Bauform und Qualität erreichen der Anwender Unabhängigkeit von Veränderungen im Umgebungslicht und macht charakteristische Merkmale oder Defekte für die optische Inspektion mit Kameras und Softwarealgorithmen sichtbar.

In den kommenden Ausgaben unserer Zeitschrift messtec drives Automation werden wir Ihnen verschiedene Aspekte von LED-Beleuchtung erklären. Begonnen wird mit den verschiedenen LED-Typen.

Falcon verbaut je nach Einsatzbereich der Beleuchtung die dafür optimale LED. So wird die Serie FLDR-LA1 standardmäßig mit SMD-LEDs ausgestattet, die einen großen Abstrahlwinkel haben. Die Serie FLDR-LA3 hingegen wird mit bedrahteten LEDs, welche einen geringeren Abstrahlwinkel haben, ausgestattet. Hintergrund ist, dass bei der Serie FLDR-LA1 ein diffuses Licht gefordert ist, wohingegen die Serie FLDR-LA3, aufgrund eines größeren Arbeitsabstandes, eher gerichtetes Licht benötigt. Grundlegend kann die nachfolgende Beschreibung der LED-Typen als Orientierung genutzt werden.

Bedrahtete LEDs sind als 3 mm und 5 mm verfügbar. Die 3 mm LED ist dabei der Standard, die 5 mm LED ist für die kostengünstigere und etwas leistungsschwächere Easy-Varianten vorgesehen. Der Abstrahlwinkel von bedrahteten LEDs ist schmal, was zu einer hohen Lichtintensität führt. Durch die hohe Intensität können optimal Reflexionen auf Oberflächen erzeugt werden.

SMD-LEDs (Surface Mountet Device) sind, wie der Name bereits sagt, auf der Oberfläche einer Platine aufgelötet. SMD-LEDs haben grundsätzlich einen größeren Abstrahlwinkel und wirken dadurch weniger hell als bedrahtete LEDs. Die Lösung für zu wenig Lichtleistung sind sog. Highpower SMD-LEDs. Sie bieten eine hohe Lichtleistung bei großem  bstrahlwinkel.

Superflux LEDs sind Weiterentwicklungen der bedrahteten LEDs. Sie bestehen aus mehreren Halbleiterkristallen und haben dementsprechend auch mehrere Anschlüsse. Zudem sind sie mit einer Linse ausgestattet, welche das sehr breit abgestrahlte Licht bündelt und so eine hohe Lichtintensität bei homogener Ausleuchtung schafft.