Aufbau von Leuchtdioden

LED´s sind relativ einfach aufgebaut. Im Prinzip bestehen sie nur aus vier wesentlichen Bauteilen. Dem eigentlichen LED-Chip, einem Relektor mit Kontakt zur Kathode, einem Golddraht als Kontakt zur Anode und einer Kunststoff-Linse welche die anderen Bauteile in sich vereint und fixiert.
 

Funktionsweisen von Leuchtdioden:

Leuchtdioden werden aus Halbleitermaterialien hergestellt, die eine Diode bilden. Eine Diode ist ein elektrisches Bauelement, das Strom nur in eine Richtung fließen lässt. Daherkommt auch der Name Halbleiter. Nur in eine von zwei Richtungen kann der Strom fließen.

Der Aufbau einer LED sieht wie folgt aus:

Leuchtioden bestehen aus zwei Schichten von Halbleitermaterial. Die eine Schicht weist einen Überschuss an Elektronen auf (n-Schicht). Die zweite „leidet“ dagegen unter einem Elektronenmangel, es ist eine Überzahl an „Elektronenlöchern“ vorhanden. Erreicht wird diese unterschiedliche Ladungsverteilung durch die gezielte Zugabe von anderen Atomen wie z.B. Bor oder Silizium zu dem ansonsten reinen Halbleitermaterial.

Werden die beiden Schichten (n- und p-Schicht) nun zusammengebracht gleichen sich die Ladungsunterschiede in der Grenzschicht aus. Es fließt kein Strom und der n-p-Körper ist neutral. Wird jedoch eine Spannung in Flussrichtung angelegt, so genügt schon eine kleine Spannung, um einen Stromfluss von der n-Schicht zur p-Schicht zu starten.

Nun fließen die Elektronen von der n-Schicht mit dem Elektronenüberschuss in die p-Schicht mit dem Elektronenmangel. Dort werden sie von den „Elektronenlöchern eingefangen“. Sprich die Elektronen rekombinieren mit den positiv geladenen Atomen. Dabei geben die Elektronen ihre enthaltene Energie in Form von Lichtblitzen frei. 

Diese Licht kann nun durch die sehr dünne p-Schicht entweichen. Die Lichtstärke wächst dabei proportional zur Stromstärke.