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Leuchtdiode
Leuchtdioden (LEDs, Licht emittierende Dioden) zeichnen sich durch eine außergewöhnliche Effizienz aus. Im Gegensatz zu Glühbirnen, die 95% der verbrauchten Energie als Wärme an die Umgebung abgeben, wird von LEDs nur ein sehr geringer Teil des aufgenommenen Stromes in Verlustwärme umgewandelt. Modernste Leuchtdioden erreichen bei einem Stromverbrauch von 350 mA (Milliampere) eine Lumenausbeute von über 150 LmW (Lumen pro Watt). Eine weiße LED kann dabei eine Farbtemperatur von bis zu 5000 Kelvin erzielen und wird in Zukunft auch für die Raumbeleuchtung oder für Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden können. Bei LEDs, die farbiges Licht ausstrahlen, sind in der Regel mehrere Leuchtdioden in einem Gehäuse untergebracht. Während Leuchtdioden auf Grund der höheren Produktionskosten noch überwiegend für dekorative Zwecke eingesetzt werden, soll nach Industrieangaben etwa im Jahr 2020 in den Privathaushalten bereits ein Drittel der Raumbeleuchtung durch Verwendung von Leuchtdioden erfolgen.
Eine Leuchtdiode besteht prinzipiell aus einem Halbleiterkristall, das in eine Reflektorwanne eingebettet und von einer Kunststoffummantelung umgeben ist. Der Reflektordraht dient als Kathode und nimmt die Verlustwärme auf. Der mit etwas größerer Länge aus dem Sockel herausragende Bonddraht stellt die Verbindung zur Anode dar. Auf der n-leitenden Grundhalbleiterschicht des Halbleiterkristalls ist eine p-Halbleiterschicht aufgetragen, die eine höhere Löcherdichte aufweist. Bei Stromfluss geben die Elektronen in der oberen p-Schicht die aufgenommene Energie in Form von Lichtblitzen frei, die für die Lichtstrahlung der LED verantwortlich ist. Die Linsenform des Diodenkopfes bewirkt eine Bündelung der Lichtsignale. Leuchtdioden werden grundsätzlich mit einem Vorwiderstand geschaltet, da sie von einem zu großen Durchlassstrom unverzüglich zerstört würden. Eine Dimmer-Funktion kann mit LEDs allerdings ohne Weiteres realisiert werden.
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