{"id":88599,"date":"2019-12-20T20:00:11","date_gmt":"2019-12-20T19:00:11","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/diody-led-i-diody-krzemowe\/"},"modified":"2024-09-09T11:25:28","modified_gmt":"2024-09-09T09:25:28","slug":"leds-und-siliziumdioden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.de\/blog\/leds-und-siliziumdioden\/","title":{"rendered":"LEDs und Siliziumdioden"},"content":{"rendered":"Lesezeit<\/span> 9<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
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Als Anf\u00e4nger in der Elektronik<\/strong> werden Sie mehr als einmal auf den Begriff Dioden<\/strong> sto\u00dfen. Es ist an der Zeit, sich n\u00e4her mit dem Thema zu befassen. Die Unterschiede zwischen diesen Dioden sind sehr leicht zu erkennen – die eine richtet etwas, die andere leuchtet. <\/p>\n

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Letztere sind viel h\u00e4ufiger anzutreffen, man k\u00f6nnte sagen, dass eine LED in jedem Projekt anzutreffen ist. Der einfachste Weg, die Art der Diode zu identifizieren, ist, sie einfach anzuschauen. Siliziumdioden sind Zylinder unterschiedlicher Gr\u00f6\u00dfe, durch die ein Draht gef\u00fchrt wird<\/strong>. Eine LED Diode<\/a> zeichnet sich durch ihre Linse aus, die farbig oder transparent sein kann, und durch die Anschl\u00fcsse, die sich nur auf einer Seite befinden.<\/strong> Die g\u00e4ngigsten LEDs haben eine Linsengr\u00f6\u00dfe von 5 mm oder 3 mm. Beide haben zwei Elektroden, eine Kathode (-) und eine Anode (+), deren Hauptaufgabe darin besteht, den Strom in die eine Richtung flie\u00dfen zu lassen, w\u00e4hrend sie ihn in der anderen Richtung blockieren. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Unterscheidung von Dioden. Siliziumdioden. <\/h2>\n

Siliziumdioden oder Gleichrichterdioden<\/a> haben ihren Namen von dem Material des Halbleiters, Silizium<\/strong>. Die Hauptfunktion von Gleichrichterdioden besteht darin, Strom durchzulassen, allerdings nur in eine Richtung<\/strong>. Die Richtung der Diode ist wichtig, aber gl\u00fccklicherweise sollte eine Fehlschaltung die Diode nicht besch\u00e4digen. <\/p>\n

Das Prinzip einer Diode ist der Stromfluss von der Anode zur Kathode<\/strong>, d.h. von Plus nach Minus<\/strong>. Der flie\u00dfende Strom trifft auf einen kleinen Widerstand in Form einer Diode und verringert deren Spannung. Behalten Sie dies im Hinterkopf, wenn Sie eine solche Diode an einen Stromkreis anschlie\u00dfen. Dabei k\u00f6nnen wir sie in zwei Zust\u00e4nden verwenden: in leitendem oder in sperrendem<\/strong> Zustand. Im leitenden Zustand ist sie mit dem Stromfluss verbunden und die Diode leitet den Strom, im Sperrzustand ist sie entgegengesetzt zum Stromfluss eingestellt und leitet keinen Strom. <\/p>\n

Im Botland-Shop finden Sie eine gro\u00dfe Anzahl von Siliziumdioden mit unterschiedlichen Betriebsparametern<\/strong>, jede mit ihren eigenen Eigenschaften<\/strong> und Bezeichnungen<\/strong>. Siliziumdioden mit niedrigem Stromverbrauch werden haupts\u00e4chlich als Universaldioden verwendet. <\/p>\n

Parameter von Gleichrichterdioden.<\/h2>\n

Einer der wichtigsten Parameter ist der maximale Leitungsstrom<\/strong>. Dieser bestimmt, wie viel Strom durch die Diode flie\u00dfen kann.<\/p>\n

Der zweite sehr wichtige Parameter ist die maximale Sperrspannung<\/strong>, d.h. welche Spannung die Diode in Sperrstellung halten kann, damit sie nicht bricht oder gar ausf\u00e4llt.<\/p>\n

Die Leitspannung<\/strong> hingegen ist ein Parameter, der angibt, wie hoch die Spannung zwischen den Anschl\u00fcssen einer Diode ist, wenn Strom durch sie flie\u00dft. Dieser Wert h\u00e4ngt von dem flie\u00dfenden Strom ab. <\/p>\n

Eine weitere wichtige Eigenschaft ist die maximale Verlustleistung<\/strong>. Wenn eine Diode in Betrieb ist, wird aufgrund des Stroms, der durch sie flie\u00dft, Leistung abgegeben, und da Leistung vorhanden ist, entsteht auch W\u00e4rme. Die Diode erw\u00e4rmt sich, und w\u00e4hrend dies bei niedrigen Str\u00f6men vielleicht nicht auff\u00e4llt, ist die W\u00e4rme bei h\u00f6heren Str\u00f6men bereits mit dem Finger auf dem Geh\u00e4use zu sp\u00fcren. Der Parameter Verlustleistung darf nicht \u00fcberschritten werden, da die Diode sonst einfach \u00fcberhitzt und durchbrennt. Normalerweise gibt eine Siliziumdiode etwa 0,7 V ab, obwohl dieser Wert bei hohen Str\u00f6men schwankt. Au\u00dferdem sollten Sie bedenken, dass keine zwei Dioden gleich sind und die einzelnen Einheiten voneinander abweichen k\u00f6nnen. <\/p>\n

Sichern und gleichrichten.<\/h2>\n

Indem wir uns die Barriere-Eigenschaft von Siliziumdioden zunutze machen, k\u00f6nnen wir sie mit der Stromversorgung in Reihe schalten und das Problem der umgekehrten Stromversorgung l\u00f6sen, da ein Versuch, die Polarit\u00e4t der Batterie zu \u00e4ndern, dazu f\u00fchrt, dass die Diode in den Barriere-Zustand \u00fcbergeht und der Strom nicht durchflie\u00dft.<\/p>\n

Anf\u00e4ngliche Elektroniker vergessen bei dieser Art der Verwendung von Dioden oft, dass der Strom, der durch die Diode flie\u00dft, nicht verlustfrei durch sie hindurchgeht. Dies muss bei der Auswahl der Stromversorgung entsprechend ber\u00fccksichtigt werden, und man kann auch eine Schottky-Diode<\/a><\/strong> verwenden, die in Durchlassrichtung einen etwa um den Faktor zwei geringeren Spannungsabfall hat. Sie ist nach dem deutschen Physiker Walter Schottky benannt. <\/p>\n

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Beispiel f\u00fcr eine Schottky-Diode mit einer maximalen Betriebsspannung von 40 V.<\/figcaption><\/figure><\/p>\n

Der Hauptzweck von Gleichrichterdioden ist jedoch die Gleichrichtung von Wechselstrom, mit der grundlegenden Eigenschaft, hohe Str\u00f6me leiten zu k\u00f6nnen. Die h\u00e4ufigste Anwendung einer Gleichrichterdiode ist die Gleichrichtung von Netzfrequenzspannung, d.h. in unserem Land 50 HZ. Die in der Praxis \u00fcblichen Betriebsbereiche von Gleichrichterdioden umfassen Str\u00f6me von einigen mA bis zu einigen kA und Spannungen von einigen Volt bis zu einigen zehn Kilovolt. <\/p>\n

Dioden k\u00f6nnen in Dioden mit geringer Leistung unter 1 W, mittlerer Leistung von 1 bis 10 W und hoher Leistung \u00fcber 10 W unterteilt werden. Sie bestehen haupts\u00e4chlich aus Silizium und haben eine mehrschichtige Struktur und einen sehr geringen Widerstand in der Leitungsrichtung, wodurch hohe Gleichrichtungswirkungsgrade erreicht werden k\u00f6nnen. Aufgrund der gro\u00dfen W\u00e4rmeentwicklung sind Hochleistungsdioden oft mit einem Metallgeh\u00e4use oder sogar mit aktiven K\u00fchlsystemen ausgestattet. Da der Strom nach der Gleichrichtung keine konstante Spannung hat, werden Dioden in Schaltkreisen oft von einem Kondensator begleitet, der den Strom auff\u00e4ngt und ihn wieder abgibt, wenn die Diode keinen Strom leitet. Dioden sind heute in praktisch allen Ger\u00e4ten zu finden, die Strom liefern und Wechselstrom in pulsierenden Strom umwandeln. Gleichrichterdioden sind heute sehr weit verbreitete elektronische Komponenten und es ist schwierig, eine Stromversorgung ohne dieses Bauteil zu finden. <\/p>\n

LED.<\/h2>\n

Die Leuchtdiode<\/strong>, oder kurz LED<\/strong>, ist eine der interessantesten Komponenten der Elektronik. Sie geh\u00f6rt zu den Halbleitern und emittiert Strahlung im sichtbaren, infraroten und ultravioletten Lichtbereich. Nick Holonyak Jr. der als Erfinder der Leds gilt, ist Professor an der University of Illinois in Urbana-Champaign, USA. Er war ein Sch\u00fcler von John Bardeen, dem Erfinder des Transistors. In den 1920er Jahren bemerkte jedoch der sowjetische Funktechniker Oleg Losiev, dass die in Radios verwendeten Blattdioden Licht emittierten, und es ist m\u00f6glich, dass er der Entdecker des Prototyps der Leds war. Die Funktionsweise einer Diode basiert auf dem Ph\u00e4nomen der Rekombination von Ladungstr\u00e4gern, das in Halbleitern auftritt, wenn sich Elektronen unter Beibehaltung ihres Pseudoimpulses von einem h\u00f6heren Energieniveau zu einem niedrigeren bewegen. <\/p>\n

LEDs haben kein Geh\u00e4use und keine Streifen, um ihren Typ zu identifizieren. Woran erkennen Sie den Unterschied zwischen einer Anode und einer Kathode? Die Kathode in einer solchen Diode ist die gr\u00f6\u00dfere Platte im Inneren der Linse, das k\u00fcrzere Bein und die flache abgeschnittene Kante neben dem Ausgang. Es gibt extrem seltene F\u00e4lle, in denen die Markierungen den entgegengesetzten Ausgang anzeigen, und die einzige sichere M\u00f6glichkeit, dies zu \u00fcberpr\u00fcfen, ist die Verwendung eines Messger\u00e4ts im Diodenmessmodus. <\/p>\n

Die Eigenschaften von Leuchtdioden \u00e4hneln denen von Siliziumdioden, aber wir haben auch Eigenschaften wie Farbe<\/strong>, Beleuchtungswinkel<\/strong>, Helligkeit<\/strong>, Lichtausbeute<\/strong> oder Wellenl\u00e4nge des emittierten Lichts<\/strong>. Die wichtigste Eigenschaft ist nat\u00fcrlich der Leitungsstrom<\/strong>. Moderne LEDs sind in der Lage, bereits bei geringen Str\u00f6men in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von 1-2 mA hohe Werte zu erreichen, doch ist beim Anschluss Vorsicht geboten, denn die maximale Sperrspannung ist in der Regel ebenfalls gering und betr\u00e4gt etwa 5-6 V, so dass eine solche Diode leicht irreversibel besch\u00e4digt werden kann. <\/p>\n

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Materialeigenschaften.<\/h2>\n

Die Farbe des Lichts einer Diode entspricht ihrer Leitspannung. Jede Farbe wird aus einem anderen Material gewonnen<\/strong>, das unterschiedliche elektrische Eigenschaften hat. Infrarot erfordert ca. 1,7 V, Rot erh\u00e4lt man bei ca. 2,2 V, Gr\u00fcn bei ca. 3,7 V, Blau bei 4 V. Eine Farblinse ist nicht erforderlich, da die Substanz, aus der die Diode hergestellt ist, f\u00fcr die Farbe verantwortlich ist<\/strong>. Es ist \u00fcblich, farbige Dioden in transparenten Geh\u00e4usen zu finden; dies ist in der Regel bei stark leuchtenden Dioden der Fall. Aufgrund des sehr geringen Stroms, der f\u00fcr den Betrieb ben\u00f6tigt wird, m\u00fcssen die Dioden begrenzt werden. Die einfachste L\u00f6sung ist die Verwendung eines Widerstands in Reihe. <\/p>\n

Nach dem Kirchhoff’schen Gesetz wird ein Teil der Spannung von der Diode und der Rest von dem Widerstand aufgenommen. Beachten Sie, dass eine zu hohe Stromst\u00e4rke die Diode durchbrennen lassen kann, eine zu niedrige Stromst\u00e4rke ihr jedoch nichts anhaben kann, sie wird h\u00f6chstens weniger hell leuchten. Die Lage des Widerstands spielt keine Rolle, denn nach dem Kirchhoff’schen Gesetz flie\u00dft der Strom durch in Reihe geschaltete Elemente in gleicher Weise. Das Thema ist schwierig f\u00fcr Elektronik-Anf\u00e4nger, die oft vergessen, dass die Reihenfolge der Elemente in der Reihenschaltung keine Bedeutung hat. Wie versorgen Sie mehrere Dioden mit Strom? Es gibt zwei grundlegende Methoden: Entweder Sie verbinden jede Diode mit einem eigenen Widerstand und schlie\u00dfen sie parallel an den Stromkreis an, oder Sie schalten mehrere Dioden in Reihe und verbinden sie nur mit dem passenden Widerstand. LEDs haben eine Reihe von Vorteilen, wie z.B. eine hohe Effizienz<\/strong>, Haltbarkeit<\/strong> und Leuchtkraft<\/strong> sowie einen geringen Stromverbrauch<\/strong>, eine geringe Gr\u00f6\u00dfe<\/strong> oder einen geringen Energieverlust<\/strong>. <\/p>\n

Verwendung von Dioden.<\/h2>\n

Dioden werden in sehr unterschiedlichen Formen und Gr\u00f6\u00dfen hergestellt. Meistens entspricht die Farbe des Geh\u00e4uses der Farbe des Lichts und nicht der wei\u00dfen oder infraroten Leuchtdioden. Auf dem Markt gibt es viele verschiedene Arten von Leuchtdioden: IR-Dioden<\/a>, d.h. einfach infrarot-emittierende Dioden, die in Glasfaserverbindungen, aber auch in allen Arten von Fernbedienungsger\u00e4ten wie einer TV-Fernbedienung verwendet werden. <\/p>\n

Die kaltwei\u00dfe LED ist der Typ, der kaltwei\u00dfes Licht ausstrahlt, d.h. mit einer Farbtemperatur \u00fcber 5300 K, und ihr Gegenteil ist die warmwei\u00dfe LED, die warmwei\u00dfes Licht unter 3300 K erzeugt. Dazwischen finden wir die neutralwei\u00dfe LED, eine LED, die zwischen 3300 und 5300 K leuchtet. Nat\u00fcrlich k\u00f6nnen wir neben wei\u00df auch mehrfarbige LEDs bekommen und so gibt es RGB-LED-Varianten, d.h. Rot, Gr\u00fcn, Blau, die in der Praxis beliebig gemischt werden k\u00f6nnen und fast jede Farbe erzeugen. Die RGBA-LED-Variante ist eine Variante, die durch eine zus\u00e4tzliche bernsteinfarbene Diode erweitert wird, die den verf\u00fcgbaren Farbraum vergr\u00f6\u00dfert. Eine weitere Variante ist die RGBW, bei der eine zus\u00e4tzliche wei\u00dfe Diode vorhanden ist. Andere LEDs sind High-Power-LEDs oder Power-LEDs, d.h. Hochleistungs-LEDs, die ausreichend Strom und K\u00fchlung ben\u00f6tigen, um ordnungsgem\u00e4\u00df zu funktionieren. Wei\u00dfe LEDs dieser Art haben in der Regel eine Emittergr\u00f6\u00dfe von mehreren mm2, und der von den Herstellern angegebene maximale Strom liegt in der Regel bei 0,7-1,5 A pro mm2 der Struktur. <\/p>\n

Zu den Herstellern solcher LEDs geh\u00f6ren u.a. Philips<\/strong>, Osram<\/strong>, Nichia<\/strong> und CREE<\/strong>. Es gibt auch HBLED<\/strong>, und obwohl es seltsam klingt, wird alles klar, sobald die Abk\u00fcrzung erweitert wird. High Brightness LEDs<\/strong> oder LEDs mit hoher Helligkeit sind solche, deren Helligkeit 0,2 cd \u00fcbersteigt. Man findet sie vor allem in Taschenlampen, Autolampen oder Verkehrsampeln. Eine etwas andere Version ist die OLED, die organische Leuchtdiode. Sie werden aus organischen Verbindungen hergestellt und sind im Gegensatz zu Leds eine Oberfl\u00e4chenlichtquelle, die ein nat\u00fcrlicheres und diffuseres Licht erzeugt, das nicht blendet. Diese Art von Beleuchtung kann in der Tat sehr d\u00fcnn sein, da sie bis zu 1,8 mm d\u00fcnn sein kann. Dadurch k\u00f6nnen sie \u00fcberall angebracht werden, und mit einer Vielzahl von Formen und Farben sind die M\u00f6glichkeiten endlos. Led und Oled erw\u00e4rmen sich nicht sehr stark, aber letztere befinden sich noch in der Testphase, was bedeutet, dass wir sie nicht in den Gesch\u00e4ften finden werden. Wo finden wir also diese LEDs? Im Moment verwenden die Hersteller sie in Fernsehern, die leider immer noch viel Geld kosten, aber die Qualit\u00e4t entsch\u00e4digt f\u00fcr das \u00fcberh\u00f6hte Budget. Sobald sich die Technologie auf dem Markt gefestigt hat und billiger geworden ist, wird sie \u00fcberall eingesetzt werden. <\/p>\n

Anwendung von Leuchtdioden.<\/h2>\n

Der heutige Markt ist voll von einer gro\u00dfen Vielfalt an Leds<\/strong>. Neben hochwertigen Originalprodukten werden wir auch massenhaft mit Ger\u00e4ten aus China \u00fcberschwemmt, die sich oft nicht wesentlich von denen bekannter Hersteller unterscheiden. Ein Beispiel ist das Unternehmen Xiaomi<\/strong>, das bereits eine ansehnliche Sammlung von Produkten in seinem Portfolio hat. Dazu geh\u00f6ren zum Beispiel die intelligenten RGB-LED-Leisten Yeelight, intelligente LED-Tischlampen oder die Xiaomi Mi LED Smart Bulb. <\/p>\n

Der aktuelle Beleuchtungsmarkt besteht \u00fcberwiegend aus LED-Leuchten. Dank ihrer Vorteile haben sie die Masse der Kunden geradezu im Sturm erobert. Es gibt fertige Baus\u00e4tze zu kaufen, um unsere normale Beleuchtung durch dieses modernere und wirtschaftlichere Licht zu ersetzen. Am gebr\u00e4uchlichsten sind runde LEDs mit einem Durchmesser von 3-10 mm und sogenannte Fluxes, d.h. LEDs in quadratischen Fassungen. Der Leuchtwinkel runder LEDs ist stark gerichtet und betr\u00e4gt nicht mehr als 35 bis 40 Grad, was bei Fluxes anders ist und deren Bereich von 100 bis 140 Grad betr\u00e4gt. Auch die Helligkeit h\u00e4ngt von diesen Winkeln ab. Wenn wir einen engen Lichtstrahl haben, erhalten wir ein helleres Licht. Halten Sie sich also beim Einkaufen nicht nur an den angegebenen Wert, sondern w\u00e4hlen Sie die Dioden nach Ihren Bed\u00fcrfnissen aus. Wenn wir Gl\u00fchbirnen ersetzen wollen, sind Dioden mit dem gr\u00f6\u00dftm\u00f6glichen Winkel die beste L\u00f6sung. <\/p>\n

Ein g\u00e4ngiger Parameter, der von den Herstellern angegeben wird, ist die Lebensdauer. Bei Leds mit 20 mA betr\u00e4gt diese bis zu 100.000 Stunden, d.h. mehr als 11 Jahre ununterbrochene Beleuchtung, ein wirklich sehr gutes Ergebnis. Leds sind in Bezug auf die Effizienz f\u00fchrend und \u00fcbertreffen Halogenlampen deutlich. Sie eignen sich hervorragend f\u00fcr dekorative oder Signalbeleuchtung. Sie reagieren sofort auf das Einschalten und leuchten praktisch sofort mit 100% Helligkeit. <\/p>\n

Aufgrund ihrer geringen Gr\u00f6\u00dfe liefert eine einzelne Diode nicht gen\u00fcgend Lichtintensit\u00e4t, um unabh\u00e4ngig in der Beleuchtung zu funktionieren, daher werden sie in Mehrfachdioden-Sets kombiniert. Die Art und Weise, wie sie verbunden sind, bestimmt die Leistungsmerkmale des gesamten Sets. Eine Parallelschaltung zeichnet sich durch eine hohe Zuverl\u00e4ssigkeit aus, da jede Diode unabh\u00e4ngig von den anderen arbeitet. F\u00fcr Stromversorgungen mit mehr als 6 V wird jedoch eine Serienschaltung empfohlen. Eine Reihenschaltung hingegen funktioniert bei h\u00f6heren Spannungen gut, da der W\u00e4rmeverlust am Widerstand am geringsten ist. Bedenken Sie jedoch, dass der Ausfall einer einzigen Komponente bedeutet, dass der Stromkreis unterbrochen und das gesamte Set funktionsunf\u00e4hig ist. Eine gewisse L\u00f6sung besteht darin, bestimmte Module in Reihe zu schalten, und nur die Parallelschaltung von Modulen bietet einen gewissen Kompromiss zwischen Zuverl\u00e4ssigkeit und Effizienz. Beim Anschluss von Dioden oder anderen elektronischen Bauteilen sollten ein L\u00f6tkolben, Zinn, Kolophonium und ein Universalmessger\u00e4t f\u00fcr jeden Elektroniker unverzichtbar sein; auch Schrumpfschlauch ist n\u00fctzlich. All diese Komponenten finden Sie ganz einfach in unserem Botland-Onlineshop. <\/p>\n

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Dioden bei Botland<\/h2>\n

Eine gro\u00dfe Auswahl und attraktive Preise sind das Ergebnis der t\u00e4glichen Arbeit eines Teams von Liebhabern der Welt der Elektronik. F\u00fcr die Kunden werden besondere Aktionen und Rabatte vorbereitet. Werfen Sie einen Blick auf Botland<\/a> und werden Sie ein weiterer zufriedener Kunde, wie die mehr als 10.000 Bewertungen auf Opineo beweisen. Und wenn Sie Zweifel oder Fragen haben, steht Ihnen die technische Abteilung jederzeit mit Rat und Tat zur Seite. Der Bereich Dioden umfasst viele Kategorien, LEDs, Gleichrichterdioden, Schottky-Dioden, Zener-Dioden oder Leuchtdioden sind nur ein Bruchteil dessen, was der Shop zu bieten hat. Tauchen Sie ein in die reiche Welt der Elektronik und gestalten Sie mit unseren Produkten die Realit\u00e4t um Sie herum. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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LEDs und Siliziumdioden – FAQ<\/h2>\n
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