Leuchtdiode (LED)

Eine Leuchtdiode, auch Light Emitting Diode, kurz LED genannt, erzeugt ein Licht in einer bestimmten Farbe, wenn sie von einem Strom durchflossen wird. Dabei verhält sich die LED wie jede andere Halbleiterdiode auch.

Die beiden Anschlüsse werden als Kathode und Anode bezeichnet. Typischerweise sind die beiden Anschlussdrähte einer LED unterschiedlich lang. Der längere von beiden ist die Anode. Der kürzere die Kathode. Außerdem sind die meisten LEDs auf der Kathodenseite abgeflacht. Um das zu erkennen, musst Du ganz genau hinschauen.

Leuchtdioden gibt es in vielen verschiedenen Farben. Am häufigsten kommen Rot, Grün, Gelb, Blau und Weiß vor. Die Farbe wird durch das Halbleitermaterial vorgegeben und zusätzlich ein entsprechend gefärbtes und lichtdurchlässiges Gehäuse verwendet. Es gibt aber auch weiß leuchtende LEDs, bei denen nur das Gehäuse gefärbt ist.

• LED - Leuchtdioden

Weil sich eine LED wie jede andere Halbleiterdiode verhält, gibt es eine Sperrrichtung und eine Durchlassrichtung. Soll eine LED leuchten, muss sie in Durchlassrichtung angeschlossen sein. Also die Kathode (K) an Minus (-) und die Anode (A) an Plus (+).

Beim Bauteil kann man sich das so merken:

• Der kurze Anschlussdraht ist die Kathode. „kurz“ von „K“ gleich „Kathode“. Außerdem sind die meisten LEDs am unteren Rand auf der Minusseite abgeflacht, wie eben ein Minus, oder das „K“ der Kathode.
• Wenn beide Anschlussdrähte gleich lang sind und die abgeflachte Seite nicht erkennbar ist, dann hilft ein Blick in die LED hinein. Die Kathodenseite ist im Gehäuse breiter. Dabei handelt es sich um die Reflektorschale, in der der emittierende Halbleiter drin ist.

Beim Schaltzeichen kann man sich das so merken:

• Das Schaltzeichen hat wegen dem Querbalken die Form des Buchstabens „K“. Das Dreieck hat eine Ähnlichkeit mit dem Buchstaben „A“. Beim Querbalken ist der Anschluss die Kathode und auf der anderen Seite die Anode.
• Die Anode zeigt wie ein Pfeil vom Pluspol weg und zum Minuspol hin, was der technischen Stromrichtung entspricht. Und somit wird die Anode am Pluspol und die Kathode am Minuspol angeschlossen.

Je nach Hersteller, Farbe und Typ können Leuchtdioden sehr unterschiedliche elektrische Werte aufweisen. Gemeint sind die Durchlassspannung und der Durchlassstrom. Beide Werte sind wichtig zur Berechnung des Strom- und Spannungs-begrenzenden Vorwiderstands. Ohne Begrenzung von Spannung und Strom wird die LED zerstört.

Am Vorwiderstand fällt das Zuviel an Spannung ab und er begrenzt den Strom in Durchlassrichtung typischerweise auf etwa 10 mA. Der Strom hat typischerweise Einfluss auf die Helligkeit der Leuchtdiode. Standard-LEDs erreichen ihre maximale Helligkeit bei etwa 20 mA.

Die Berechnung des Vorwiderstands kann beliebig kompliziert sein. In der Praxis kann man sich die Berechnung sparen und nimmt Widerstandswerte, an die man sich aus der Erfahrung heraus erinnert.

Wer keine Erfahrungswerte hat, der kann auch einfach die Betriebsspannung mal 100 Ohm nehmen und den nächsthöheren Widerstand wählen. Selbstverständlich ist auch der nächstkleinere Widerstand möglich.

• Bei 3,3 Volt wäre das 330 Ohm.
• Bei 5,0 Volt wäre das 500 Ohm. Der nächsthöhere Widerstand wäre 560 Ohm.
• Bei 9,0 Volt wäre das 900 Ohm. Der nächsthöhere Widerstand wäre 1 Kiloohm.