Leuchtdiode
Leuchtdiode

== Betrieb und Anschluss ==
Bei konstanter Halbleitertemperatur ist der Lichtstrom einer Leuchtdiode annähernd proportional zum durch sie fließenden Strom. Der Wirkungsgrad sinkt mit steigender Temperatur, u. a. deshalb sinkt die Lichtausbeute an der Leistungsgrenze je nach Art der Kühlung ab. Weiterhin führt der Bahnwiderstand (Halbleiterkristall, Bonddraht) dazu, dass LED bei ihrer spezifizierten Nennleistung weniger effizient als bei geringeren Strömen sind. Die LED altert beschleunigt bis hin zum Spontanausfall, wenn die Temperatur des Halbleiters circa 150 °C für längere Zeit übersteigt.
Eine Leuchtdiode besitzt wie andere Halbleiterdioden eine exponentielle Strom-Spannungs-Kennlinie. Kleine Schwankungen in der Spannung verursachen ab der Schwellspannung große Stromänderungen.
Das Bild rechts zeigt eine typische Strom-Spannungs-Kennlinie einer weißen Leuchtdiode, hier mit einem Nennstrom von 350 mA. Diesen Strom kann sie unter Normalbedingungen aufnehmen, ohne dass eine Überhitzung zu befürchten ist. Aus ihrer Kennlinie liest man beim Nennstrom eine Flussspannung von etwa 3,4 V ab, entsprechend einer Leistungsaufnahme von etwa 1 W.
Die rote Kurve gilt für eine erhöhte Temperatur (mit steigender Temperatur nehmen Bandabstand und Durchlassspannung ab). Daher kann der Strom auch bei konstant gehaltener Durchlassspannung um mehr als 50 % anwachsen.
Eine LED kann daher nicht direkt an einer Spannungsquelle betrieben werden. LED können an einer Stromquelle, einer Konstantstromquelle oder mittels einer Maßnahme zur Strombegrenzung an einer Spannungsquelle angeschlossen werden.
Die Spannung muss mindestens die Höhe der Schwellspannung haben, damit ein nennenswerter Strom fließen kann. Beispielsweise wird eine blaue LED bei Anlegen einer Spannung von 2,4 V (zwei NiMh-Akkus à 1,2 V in Serie) dunkel bleiben. Drei solcher Akku-Zellen mit zusammen 3,6 V jedoch steigern die Leistungsaufnahme auf über 150 %, die LED fällt nach kurzer Zeit aus.
Im Impulsbetrieb für einige Mikro- bis wenige Millisekunden können LED mit Strömen des Mehrfachen des Dauer-Nennstromes betrieben werden. Vor allem Infrarot-LED sind dafür spezifiziert. Deren typische Anwendung sind Infrarot-Fernbedienungen, bei denen LEDs mit etwa 40 kHz gepulst betrieben werden. Die Modulation der Licht- bzw. Strahlungsleistung ist je nach LED-Typ bis zu mehreren 100 kHz bis einigen 10 MHz möglich.