Das unmögliche Licht - weiße LED`s - Wie entsteht weißes LED-Licht?

ZfP-Sonderpreis der DGZfP beim Landeswettbewerb Jugend forscht

SCHÜEX THÜRINGEN

DEUTSCHEGESELLSCHAFT FÜRZERSTÖRUNGSFREIEPRÜFUNG E.V.

Jugend forscht 2012

Klemens Eichhorn

Franz Benkert

Schule:

Friedrichgymnasium AltenburgGeraer Straße 3304600 Altenburg

Das unmögliche LichtDas unmögliche Lichtweiße LED'sweiße LED's

Wie entsteht weißes LED-Licht ?

- 1 -

Kurzfassung

Bei unseren letzten Experimenten mit LED's fanden wir heraus, dass die Farbe der LED's bzw. die Wellenlänge ihres Lichtes spezifisch für das verwendete Halbleitermaterial ist. Weißes Licht ist aber ein Mischlicht (enthält alle Spektralfarben) – deshalb versuchten wir dieses Jahr zu erforschen , wie man dann mit LED's überhaupt weißes Licht erzeugen kann.Wir fanden heraus: eine Möglichkeit ist die Kombination von verschiedenfarbigen LED's in einem Gehäuse, die dann mit gleicher Lichtstärke leuchten müssten. Dies konnten wir mit einem Versuch selbst zeigen. Bei unseren Nachforschungen stießen wir aber auch auf den Begriff „Lumineszenz“. Mit Messgeräten, einer weißen LED, Widerständen, einer Batterie und einer Steckplatte bewaffnet, nahmen wir die Kennlinie unserer weißen LED auf. Dabei ergaben die Messungen, dass ihre Kennlinie fast identisch zu der einer blauen LED ist. Also ist in der weißen LED wahrscheinlich ein Stoff, der von blauem LED-Licht angestrahlt wird und dann weiß leuchtet. Genau diesen Effekt nennt man Lumineszenz. Unsere Recherchen ergaben, dass bei der Herstellung von weißen LED's fast immer genau diese Variante verwendet wird.

Inhaltsverzeichnis

Seite

1. Licht 31.1 sichtbares und nichtsichtbares Licht 31.2 Was ist weißes Licht ? 32. Halbleitermaterialien in LED's und deren Wellenlänge 33. Zerlegung des Lichts in Spektralfarben 44 die Fullcolor-LED 65. Untersuchungen an einer weißen LED 85.1 weiße LED's unter einer Lupe betrachtet 85.2 Kennlinie 96 Lumineszenz 117. Geschichte und Aufbau von weißen LED's 128. Zusammenfassung, Anwendung, Ausblick 139. Quellen- und Literaturverzeichnis 1410. Anhang 15

- 2 -

1. Licht

Licht ist elektromagnetische Strahlung mit Welleneigenschaften. Die Energie liegt dabei in Quanten vor, die man als Photonen bezeichnet.

1.1 sichtbares und nichtsichtbares Licht

Ein großer Teil des Lichtes ist für den Menschen sichtbar. Dieses Spektrum reicht von etwa 380nm bis 780nm. Daran grenzen der infrarote und der ultraviolette Bereich an. Diese sind für das menschliche Auge nicht sichtbar. Das sichtbare Farbspektrum reicht von rot, gelb und grün über blau bis zu violett, wobei rot langwelligerem Licht und violett kurzwelligerem Licht entspricht.Die wahrgenommenen Farben entsprechen Licht mit bestimmten spektralen Verteilungen. Wird aus Licht mit gleichmäßiger Spektralverteilung eine bestimmte Wellenlänge absorbiert, dann entsteht aus den restlichen Spektralfarben der Farbeindruck für den Menschen.

1.2 Was ist weißes Licht ?

Licht mit gleichmäßiger Spektralverteilung wird von uns als „weiß“ empfunden. Es sind also alle Spektralfarben mit gleicher Intensität enthalten.Für uns Menschen entsteht der Farbeindruck „weiß“ immer dann, wenn ein Material das Licht so reflektiert, dass alle drei Zapfen in der Netzhaut des Auges in gleicher Weise und mit ausreichend hoher Intensität gereizt werden.Bei Fernsehgeräten und Computermonitoren entsteht weißes Licht z.B durch eine additive Mischung gleicher Intensitäten der Farben Rot, Grün und Blau.

Bild 1: Lichtmischung 2. Halbleitermaterialien in LED's und deren Wellenlängen

Die Spannungs-Strom-Diagramme von LED's zeigen jeweils einen Kennlinienknick. Die Stelle des Kennlinienknicks ist spezifisch für die jeweilige LED-Farbe. Dadurch ergibt sich das spezielle Leuchtverhalten der LED's, nämlich, dass sie in einem ganz kleinen Spannungsbereich leuchten. Dieser Spannungsbereich ist für jede Farbe kennzeichnend und hängt mit dem Material des Halbleiterkristalls zusammen:

Farbe (Halbleitermaterial) Spannungsbereich Wellenlänge in nm

Infrarot (GaAs) 1,9 V > 760

Rot (GaAsP) 2,1 V 610 - 760

Orange (GaP) 1,8 V 590 - 610

Grün (GaP) 2,1 V 500 - 570

Gelb (GaP) 2,2 V 570 - 590

Blau (GaN) 2,9 V 450 - 500

Violett (InGaN) 3,2 V 400 - 450

Ultraviolett (AIGaN) 3,8 V 230 - 400

Herkömmliche LED's leuchten also nur in einem sehr engen Bereich des Farbspektrums.Da Weiß ein Mischlicht ist kann es also keine weißen LED's geben – oder doch?

- 3 -

3. Zerlegung des Lichts in Spektralfarben

Unser Licht in Natur und Technik besitzt unterschiedliche Wellenlängen. Es lässt sich z.B. mit einem Prisma in seine einzelnen Bestandteile zerlegen, dies sind die sogenannten Spektralfarben oder auch umgangssprachlich: die Regenbogenfarben.

Im 17. Jahrhundert hat der Physiker Isaac Newton erstmals in einem Experiment gezeigt, dass weißes Sonnenlicht mittels eines dreikantigen Prismas in die Farben des Spektrums zerlegt werden kann. Der Lichtstrahl wird durch ein Prisma in ein farbiges Band zerlegt, das man Spektrum nennt. Dabei entstehen die Farben Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett.

Grund für die Zerlegung ist die unterschiedlich starke Brechung von Licht mit verschiedenen Wellenlängen beim Übergang von einem optischen Material in ein anderes.

Bild 2: Lichtzerlegung am Prisma

Die Brechung des Lichts geschieht innerhalb des Mediums zur Senkrechten hin, beim Austritt in die entgegengesetzte Richtung. Daraus ergibt sich der Brechungsindex, der von der Wellenlänge abhängig ist, je kleiner die Wellenlänge ist, desto größer ist der Brechungsindex. Deshalb wird z.B. violettes Licht stärker gebrochen als rotes oder grünes.

Die Lichtbrechung kann man auch in einem Regenbogen beobachten, wenn das Sonnenlicht in den feinen Wassertröpfchen gebrochen wird. Noch besser kann man das Licht zerlegen, indem man es durch einen feinen Doppelspalt schickt. Die beiden Spalte wirken wie zwei neue Lichtquellen, und auf einem Projektionsschirm überlagern sich die verschiedenen Wellengruppen und erzeugen dabei Muster aus dunklen und hellen Streifen, den Interferenzstreifen. Wenn man die Anzahl der Spalte stark vergrößert, entstehen besonders schöne Spektren. Auf diese Weise entstehen auch die Farbspektren, wenn Licht auf die Oberfläche einer CD trifft.

Bild 3: Oberfläche einer gepressten CD-ROM Bild 3a: CD-ROM

- 4 -

Spektralfarben des Lichts einer Glühlampe, einer weißen LED und einer roten LED

Experiment:Unseren Überlegungen zufolge lässt sich weißes Licht in Spektralfarben zerlegen, also auch weißes Licht einer LED. Dies wollten wir in einem Versuch an einer CD-ROM überprüfen und den Vergleich zu einer herkömmlichen (roten) LED herstellen.

Bild 4: Lichtzerlegung an einer CD-ROM (Titelbild)

Aufgabe: Untersuchung der Lichtzusammensetzung einer Glühlampe, einer weißen LED und einer roten LED

Geräte und Hilfsmittel:CD-ROMTaschenlampe mit GlühlampeTaschenlampe mit weißer LEDLaserpointer (rote LED)weißer Zeichenkarton als optischer SchirmRaumverdunkelungFotoapparat

Durchführung: Wir befestigten den Zeichenkarton an einer frei zugänglichen Wand und verdunkelten anschließend den Raum.Wir hielten die CD in einer Hand und leuchteten mit den verschiedenen Lichtquellen aus verschiedenen Winkeln so auf die CD, dass sich auf dem Zeichenkarton an der Wand das Spektrum abzeichnete.

Beobachtung: Glühlampe weiße LED rote LED

alle Farben des Lichtspektrums erkennbar

alle Farben des Lichtspektrums erkennbar

kein Farbspektrum, nur ein roter Lichtstreifen

Auswertung: Unsere Überlegungen waren richtig, weißes Licht, egal ob von Glühlampe oder LED, enthält alle Farben des Lichtspektrums, das Licht einer herkömmlichen LED nur eine einzige Farbe, da diese sich aus den verwendeten Halbleitermaterialien ergibt.

- 5 -

4. Die Fullcolor-LED

Unser Experiment hat gezeigt, dass auch eine weiße LED Licht aussendet, welches alle Spektralfarben enthält. Damit stellt sich nun immer noch die Frage: Wie ist dies möglich?Durch verwendete Halbleitermaterialien ist dies nicht erklärbar. Ein erster Ansatz wäre die Überlegung, dass im Gehäuse einer LED mehrere verschiedenfarbige LED-Chips untergebracht sind, die mit gleicher Lichtstärke leuchten müssten. Unser nächstes Experiment sollte diese Möglichkeit nachweisen.

Experiment: Mit einer Fullcolor-LED oder auch RGB-LED bzw. Multi-LED versuchten wir durch additive Überlagerung aus verschiedenen Lichtfarben weißes Licht zu erzeugen.

Bild 5: Versuch mit einer Fullcolor-LED

Aufgabe: Erzeugung von weißen LED Licht durch additive Überlagerung von rotem, blauem und grünem LED-Licht.

Geräte und Hilfsmittel:Kingbright Fullcolor RGB Lamp3 Widerstände (470 Ohm)3 Potentiometer (100 kOhm)Steckplatine9V BlockbatterieBatterieclip mit Drähten

Durchführung: Entsprechend der nachfolgenden Berechnungen verwendeten wir für jeden LED-Chip einen Vorwiderstand von 470 Ohm, damit die LED nicht durch zu großen Strom zerstört wird. In Reihe zu den drei Vorwiderständen schalteten wir jeweils ein Potentiometer (regelbarer Widerstand) um die Stromstärke und damit die Leuchtkraft der einzelnen LED-Chips regulieren zu können.Mit Hilfe der Potentiometer konnten wir die Intensität der drei Farben Rot, Grün und Blau einstellen.

- 6 -

Berechnung der minimalen Vorwiderstände:

Bild 6: Schaltbild für je eine Farbe

geg: Spannungsquelle 9 Vmaximal zulässiger Strom der LED = 20 mA (Herstellerangabe)LED Flussspannung (bei max. 20 mA) = 2,0 V (aus Kingbright Herstellerdiagramm)

ges: R

Lsg: R = U / IR = ( USpannungsquelle – ULED ) / IR = ( 9 V – 2,0 V ) / 20 mAR = 7 V / 0,02 AR = 350 Ohm

Antw.: Es ist ein Vorwiderstand von größer oder gleich 350 Ohm zu verwenden. Deshalb verwendeten wir jeweils 470 Ohm – Widerstände.

Beobachtung: Durch nacheinander einzelnes Hochregeln lassen sich mit der Fullcolor-LED die einzelnen Farben Rot, Blau und Grün zeigen. Durch gleichzeitiges Leuchten der drei LED-Chips lässt sich mit etwas Fingerspitzengefühl ( die müssen wirklich spitz sein ) Licht gleicher Intensität erzeugen, so dass es für den Betrachter weiß aussieht. Bei näherer Betrachtung mit einer Lupe erkennt man jedoch noch die drei einzelnen Farben. Durch weiteres Verstellen der Potentiometer lassen sich alle weiteren denkbaren Farbkombinationen einstellen.

Auswertung: Mit einer Fullcolor-LED lässt sich weißes Licht erzeugen. Die additive Farbmischung von Rot, Grün und Blau (RGB) oder nur Blau und Gelb kann neben allen anderen Mischfarben auch weißes Licht erzeugen. In der Fullcolor-LED werden drei verschiedene LED-Chips in einem Gehäuse kombiniert. Sie werden z.B bei hochauflösenden LED-Video-Displays oder zur Displayhintergrundbeleuchtung verwendet. Um die einzelnen Chips einzeln regeln zu können, müssen aus dem Gehäuse der LED jedoch mindestens vier Anschlussdrähte herausgeführt werden (ein gemeinsamer und je Chip ein weiterer)Aber unsere normalen weißen LED's besitzen nur 2 Anschlussdrähte... Es muss also noch eine andere Möglichkeit geben, weißes LED Licht zu erzeugen.

Bild 7: Fullcolor LED Bild 7a: Farbspektrum

- 7 -

5. Untersuchungen an einer weißen LED

Da eine handelsübliche weiße LED nur eine Anode und eine Kathode hat, also nur zwei Anschlussdrähte, versuchten wir nun in das Innere der LED zu schauen. Es wäre doch immerhin noch möglich, dass in der LED drei Chips untergebracht sind, und dazu auch die notwendigen Vorwiderstände. Dies müsste man dann bei einem klaren Gehäuse sehen können.Wenn die Vorwiderstände mit im Gehäuse untergebracht sind, und wir von der LED ein Spannungs- Stromdiagramm aufzeichnen, so dürfte man keinen eindeutigen Kennlinienknick sehen.

5.1 Weiße LED's unter einer Lupe betrachtet:

Bild 8: unsere getesteten weißen LED's

Bild 9: Fullcolor LED Bild 9a: 3-Chip-LED Bild 9b: 1-Chip-LED

Ergebnis:Unter einer Lupe ist bei der Fullcolor-LED deutlich zu sehen, dass auf dem Träger drei einzelne Halbleiterkristalle platziert sind. Überrascht hat uns das Bild der weißen LED's. Wir haben eine weiße LED gefunden, bei der drei Chips zu sehen waren, alle anderen untersuchten weißen LED's haben nur einen Chip.Aus diesem Grund versuchten wir nun die Kennlinie einer weißen 1-Chip-LED aufzunehmen, um vielleicht daran ihren Aufbau ableiten zu können.

- 8 -

5.2 Kennlinie einer weißen LED

Bild 10: Messung von Spannung und Strom an einer weißen LED

Aufgabe: Untersuche an einer weißen LED den Zusammenhang von Spannung und Strom.

Geräte und Hilfsmittel:weiße LEDMessgeräte für Spannung und Strom (Voltcraft VC-11)Widerstand (470 Ohm)PotentiometerSteckplatine9V BlockbatterieBatterieclip mit Drähten

Bild 11: unsere Multimeter

- 9 -

Durchführung: Durch Verstellen der Potentiometer (wir verwendeten ein größeres und ein kleineres in Reihenschaltung, um feiner einstellen zu können) erhöhten wir die Spannung, beginnend bei 1,7 V, in 0,1 V – Schritten. Auf dem zweiten Messgerät lasen wir die dazugehörigen Stromwerte ab. Wir erfassten alle Messwerte in unserer bereits bestehenden Tabelle anderer LED–Kennlinien.

Bild 12: Schaltbild für die Strom- und Spannungsmessung

Beobachtung: Ab einer bestimmten Spannung begann die LED zu leuchten. Unterhalb dieser Spannung konnten wir am Strommessgerät keinen Strom feststellen, aber bei Erhöhung der Spannung stieg die Stromstärke stark an. Im Diagrammen ist dies als Knick in der Kurve zu sehen. Dieser Knick ist dafür verantwortlich, dass die LED sehr plötzlich ihre Helligkeit erhöht.

Auswertung: Der Zusammenhang von Spannung und Strom an der weißen LED ist nichtlinear, er hat einen starken Knick. Eine Änderung des Leuchtverhaltens der LED ist nur im Bereich dieses Knicks gut zu sehen. Die LED leuchtet bei geringerer Spannung nicht, bei höherer Spannung steigt der Strom schnell über den höchstzulässigen Strom der LED, (Achtung: Herstellerangabe) und zerstört diese. (Auch dieses Jahr ist unseren Tests wieder eine zum Opfer gefallen)Ein Vergleich mit den Kennlinien verschiedener farbiger LED's zeigte ein für uns verblüffendes Ergebnis: die Kennlinie der weißen LED ist fast identisch zu der Kennlinie einer blauen LED.Daher liegt die Vermutung nahe, dass die weiße LED eigentlich eine blaue LED ist, deren Licht durch einen zusätzlich im Gehäuse untergebrachten Stoff so verändert wird, dass die LED weiß leuchtet. (Kennlinien und Diagramm im Anhang)

Fehlerbetrachtungen1. Messtoleranz der Messgeräte2. Fertigungstoleranzen der Leuchtdioden3. Innenwiderstand der Messgräte, dadurch Veränderungen von Stromstärke und Spannung, weil

beim Spannung messen immer auch durch das Voltmeter ein geringer Strom fließt, und beim Strom messen das Amperemeter einen zusätzlichen Widerstand in Reihe darstellt

4. Übergangswiderstände an Steckverbindungen und Klemmen durch unsaubere Kontaktstellen5. Umgebungslicht beeinflusst die Werte der LED

- 10 -

6. Lumineszenz

Um unsere Vermutung zu überprüfen, haben wir in einem abgedunkelten Raum ein mit Lecksuchmittel getränktes Wattestäbchen mit einer blauen LED angeleuchtet. Dabei konnten wir einen wunderschönen Lumineszenzeffekt beobachten (der in Wirklichkeit viel heller war als auf dem folgenden Bild zu sehen ist).

Bild 13: Fluoreszenz mit Lecksuchmittel

Lumineszenz ist das Aussenden von Licht durch einen Stoff, der dazu angeregt wurde durch z.B:

- Strom (Elektrolumineszenz)- chemische Reaktionen (Chemolumineszenz)- chemische Reaktionen in Organismen (Biolumineszenz)- Wärme (Thermolumineszenz)- Photonen (Photolumineszenz)

Bei der Photolumineszenz unterscheidet man je nach Zeitdauer zwischen Anregung und Emission des Lichtes in Phosphoreszenz und Fluoreszenz.

Phosphoreszenz

Im Gegensatz zur Fluoreszenz kommt es bei der Phosphoreszenz nach dem Ende der Bestrahlung zu einem Nachleuchten. Dieses Nachleuchten kann zwischen Sekundenbruchteilen und mehreren Stunden dauern. Ein Beispiel dafür sind die Leuchtzahlen auf manchen Uhren.Eine „Phosphoreszenz“ wurde erstmals als lang andauerndes Nachleuchten bei dem chemischen Element Phosphor (Lichtträger) in seiner weißen (hochreaktiven) Modifikation beobachtet. Da dieses Nachleuchten auf der chemischen Reaktion von Luftsauerstoff mit Phosphor beruht, handelt es sich hier genaugenommen um eine Chemolumineszenz.

Fluoreszenz

Fluoreszenz ist die kurzzeitige, spontane Emission von Licht beim Übergang eines elektrisch angeregten Stoffes in einen Zustand niedrigerer Energie, wobei das ausgesendete Licht energieärmer ist, als das vorher absorbierte. Fluoreszenz endet nach der Bestrahlung meist innerhalb einer Millionstel Sekunde.

- 11 -

Wir haben nun die weiße LED mit einer blauen LED angeleuchtet. Wie auf den Bildern zu sehen ist, leuchtete dadurch die weiße LED, obwohl sie nicht mit dem Stromkreis verbunden war.

Bild 13: weiße LED angeleuchtet Bild 13a

Bei einfachen weißen LED's wird also ein Fluoreszenzeffekt ausgenutzt.

7. Geschichte und Aufbau von weißen LED's

Der japanische Hersteller „Nichia“ entwickelte als erster 1995 die Weißlicht-LED und stellt sie seit 1997 her.Zeitgleich hat das Fraunhofer Institut in Zusammenarbeit mit der Firma „Osram“ den Fertigungsprozess für weiße LED's entwickelt. Die Produktion wurde 1998 begonnen. Seitdem haben alle anderen Hersteller von LED's nach und nach weiße LED's in ihr Programm aufgenommen.

Um mit einer LED weißes Licht zu erzeugen, wird eine blaue LED verwendet, über deren Halbleiterkristall ein fluoreszierender Stoff aufgebracht ist, der blaues Licht zu einem großen Teil in weißes Licht umwandelt. Dieser Stoff wird dabei von dem blauen Licht angeregt und sendet dann weißes Licht aus. Blaues Licht wird dabei deshalb verwendet, weil es kurzwelliger als die anderen Lichtfarben ist und damit energiereicher. Aus diesem Grunde kann man auch weiße LED's finden, deren Kennlinien weniger mit der einer blauen LED, sondern mehr mit der Kennlinie einer UV-LED übereinstimmt. Auch diese Variante ist möglich, der fluoreszierende Stoff wird dabei von dem noch kurzwelligerem UV-Licht angeregt.

Bild 14: Aufbau einer weißen LED

- 12 -

8. Zusammenfassung, Anwendung, Ausblick

Weißes LED–Licht ist also nicht unmöglich, es gibt aber keinen Halbleiterkristall, welcher weißes Licht aussendet. Das liegt daran, dass weißes Licht ein Mischlicht ist, das aus mehreren Farben zusammengesetzt werden muss. Deshalb gibt es LED's, bei denen mehrere verschiedenfarbig leuchtende Halbleiterkristalle in einem Gehäuse untergebracht sind und andere, in denen ein Fluoreszenzfarbstoff zum Leuchten angeregt wird.

In vielen Anwendungen haben weiße LED's Vorteile gegenüber herkömmlichen Leuchtmitteln:

• keine UV- und IR-Strahlung / kein „Ausbleichen“, keine Erwärmung der angestrahlten ObjekteVitrinenbeleuchtung, Bilderleuchten, Medizinische Leuchten

• FarbmischungStimmungsleuchten, Gastronomie

• unempfindlich gegenüber ErschütterungAutomobile, Fahrradleuchten, Arbeitsleuchten

• geringe WärmeentwicklungMöbelleuchten, Displays

• hohe LebensdauerNot- und Hinweisleuchten

• kleine Spannungen Automobile

• kleinste Abmaße und Bauformen• kein Flackern• hoher Wirkungsgrad, dadurch geringer Energieverbrauch

Die LED-Technik ist eine der jüngsten Technologien zur Erzeugung von Licht und hat noch enormes Verbesserungspotenzial. So verdoppelt sich fast aller zwei Jahre die erreichte Ausgangsleistung.Durch den Einsatz von LED's anstelle von herkömmlichen Leuchtkörpern lassen sich aufgrund der hohen Effizienz große Energiemengen einsparen (gegenüber Glühbirnen bis zu 90%), die Umwelt schonen und geringere Energiekosten erzielen.Die besonders geringe Wärmeentwicklung ist in vielen Anwendungsfällen ein großer Vorteil gegenüber anderen Leuchtmitteln.Außerdem lassen sich weiße LED's im Niederspannungsbereich einsetzen. (Stromsparlampen und Leuchtstoffröhren sind deshalb z.B. im Kfz-Bereich ungeeignet)Aus diesen Gründen wird die weiße LED in der Zukunft eine wichtige Rolle als Leuchtmittel spielen.

- 13 -

Quellen- und Literaturverzeichnis

1. Kainka, Burkhard: Lernpaket LEDs: Alles was leuchtet und blinkt!, Franzis Verlag Poing, 2005 2. Kainka, Burkhard: Schnellstart LEDs: Leuchtdioden in der Praxis, Franzis Verlag Poing, 2005 3. Hanus, Bo: Experimente mit superhellen Leuchtdioden, Franzis Verlag Poing, 2004 4. Huderz, Karl: Die Effizienz von weißen LEDs, GRIN Verlag, 2011 5. Kainka, Burkhard: Conrad Adventskalender, Poing 2011 6. http://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode, 4.12.2010, Wikipedia, Leuchtdiode 7. www.ledshift.de, 18.12.2010, Markus Kottas, Heldenberg Ltd. 8. Benda, Dietmar: Basiswissen Elektronik, Berlin 1992 9. Bredthauer, Wilhelm: Impulse Physik 1, Stuttgart 199510. Conrad: Hauptkatalog 2011, Hirschau 201011. Krato, Herrmann: Aufgaben Elektrotechnik Grundstufe, Stuttgart 1991 12. Reber, Friedrich: Elektro espresso! , Poing 200413. Reichelt: Lieferprogramm 2011, Sande 201014. Selbst ist der Mann: Elektro Installationen rund ums Licht, Hamburg 2009

- 14 -

Anhang

Tabelle 1: alle Messwerte der Strom- und Spannungsmessungen

Diagramm 1: Kennlinien unserer Leuchtdioden

- 15 -

Spannung in V Strom in mAGrün Rot Orange Gelb Blau UV Weiß

0,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,000,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,000,30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,000,40 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,000,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,000,60 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,000,70 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,000,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,000,90 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,001,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,001,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,001,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,001,30 0,00 0,00 0,00 0,03 0,00 0,00 0,001,40 0,00 0,00 0,00 0,04 0,00 0,00 0,001,50 0,00 0,00 0,00 0,05 0,00 0,00 0,001,60 0,00 0,03 0,00 0,07 0,00 0,00 0,001,70 0,03 0,15 0,03 0,10 0,00 0,00 0,001,80 0,25 1,62 0,64 0,30 0,00 0,00 0,001,90 1,19 8,56 2,68 1,59 0,00 0,00 0,002,00 3,69 18,49 6,60 11,60 0,00 0,00 0,002,10 9,60 16,73 18,27 0,00 0,00 0,002,20 16,18 18,60 0,00 0,00 0,002,30 17,65 0,00 0,00 0,002,40 0,00 0,00 0,002,50 0,00 0,00 0,002,60 0,02 0,00 0,002,70 0,04 0,00 0,002,80 0,07 0,03 0,002,90 0,11 0,05 0,023,00 0,22 0,53 0,033,10 0,34 7,16 0,083,20 0,66 15,03 0,233,30 1,42 0,703,40 3,29 1,863,50 6,28 3,543,60 8,87 6,483,70 13,57 10,82

Stro

m in

mA

Spannung in V0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3,00 3,10 3,20 3,30 3,40 3,50 3,60 3,70

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

GrünRotOrangeGelbBlauUVWeiß