De werking van een LED-lamp

In steeds meer woningen vinden we LED-verlichting terug. Misschien ben je zelf ook al overgeschakeld naar spots, hanglampen, staanlampen en tafellampen met LED-technologie. Maar ook auto's, verkeerslichten, straatlampen, smartphones en duizenden andere producten maken gebruik van LED-lampen. Maar hoe werken deze LEDs nu juist? Wat is de technologie erachter en hoe wordt de lichtkleur bepaald? Voor al deze vragen is er een passend antwoord.

De onderdelen van een LED-lamp

Een LED-lampje bestaat uit tientallen onderdelen. De epoxy lens is het grootste en meest opvallende onderdeel. Deze lens beschermt de innerlijke onderdelen van de LED. Het belangrijkste onderdeel binnenin de LED-lamp is ongetwijfeld de diode. Deze diode is een halfgeleider die bestaat uit een combinatie van diverse materialen, waaronder aluminium, gallium en arsenide. Andere combinaties kunnen mogelijk zijn.

Via een speciale productietechniek wordt deze diode in twee zones verdeeld: namelijk een N-type materiaal en een P-type materiaal. Deze eerste bevat extra negatief geladen elektronen (vandaar de letter N), terwijl het P-type materiaal extra positief geladen deeltjes heeft (vandaar de letter P).

Een positieve en negatieve zijde

Een diode heeft dus zowel een positieve als een negatieve zijde. Tussenin bevindt zich een 'depletion zone', een zone die geen elektriciteit geleidt. Deze zone ontstaat automatisch tijdens het productieproces. Deze zone speelt een belangrijke rol bij de productie van licht. Voor licht is er natuurlijk energie nodig (denk bijvoorbeeld aan de was van een kaars of olie in een olielamp). Bij een LED-lamp komt deze energie in de vorm van elektriciteit.

Wanneer de negatieve kant van een batterij wordt aangesloten aan het N-type materiaal en de positieve kant van een batterij aan het P-type materiaal, gebeurt er iets speciaals. De extra elektronen van elke zijde beweging zich naar elkaar toe. De negatieve elektronen zoeken dus positieve elektronen op. De depletion zone wordt kleiner en zal uiteindelijk verdwijnen. Wanneer deze verdwijnt, ontstaat er een reactie tussen de positieve en negatieve elektronen. Met deze reactie wordt er licht geproduceerd.

Licht via de vrije elektronen

Je vraagt jezelf waarschijnlijk af hoe deze eenvoudige elektronen licht kunnen produceren. Wel, de fysica erachter is relatief eenvoudig. De positieve deeltjes in de LED-diode hebben namelijk een lager energieniveau dan de negatieve elektronen. Wanneer ze gecombineerd worden, is er dus een te veel aan energie. Deze energie wordt uitgestoten in de vorm van een lichtfoton. Zoals je misschien wel weet, bestaat een lichtstraal uit miljarden van deze lichtfotonen.

De lichtkleur

Het energieverschil tussen de positieve en negatieve deeltjes bepaalt de kleur van deze lichtfoton (en dus ook de kleur van het licht dat de LED-lamp produceert). Is dit energieverschil groot, dan krijg je een blauw licht. Is het minder groot, dan zal je groen, geel of rood licht krijgen. Wanneer het energieverschil te laag is, krijgt men onzichtbaar licht in de vorm van infraroodlicht (wat ook in bijvoorbeeld afstandsbedieningen van televisietoestellen wordt gebruikt).

Conclusie

De bewegingen van vrije elektronen in de diode van een LED zorgen ervoor dat er lichtfotonen geproduceerd worden. De kleur van deze lichtfotonen hangt af van het energieverschil tussen een positieve en negatieve elektron. Deze te hoger dit energieverschil, des te 'blauwer' het licht zal worden.

© 2015 - 2020 Kevinverto, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Zweefalgen bestrijden met een UVC-lampZweefalgen bestrijden met een UVC-lampZweefalgen kunnen ervoor zorgen dat een vijver geheel groen kan worden. De eencellige algen zijn zo klein, dat ze niet z…
Wat kan je allemaal met elektronica doen?Wat kan je allemaal met elektronica doen?In onze maatschappij heb je heel veel met elektronica te maken: computers, televisies, digitale camera's, mp3-spelers, e…
Zelf snel en eenvoudig een nieuwe lamp ophangen en monterenZelf snel en eenvoudig een nieuwe lamp ophangen en monterenOok lampen zijn onderhevig aan mode en slijtage; af en toe moet een lamp vervangen worden. Gelukkig is dit een relatief…
SpectofotometrieSpectofotometrieSpectofotometrie is een methode om gehaltes van bepaalde stoffen in een oplossing te bepalen door middel van licht. Ik z…

Luidsprekers en hulp bij het kiezenLuidsprekers en hulp bij het kiezenMet een luidspreker wordt in de meeste gevallen een soort vierkant of langwerpig kastje (box) bedoeld met daarin onderde…
Wat is een powerbank?Een powerbank is een mobiele oplader voor onder andere mobiele telefoons, tablets en laptops. Je kunt een powerbank zien…
Bronnen en referenties
  • Infographic 'hoe werkt een LED?' op https://www.dmlights.nl/blog/hoe-werkt-een-led-infographic/

Reageer op het artikel "De werking van een LED-lamp"

Plaats een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Reactie

Th Sips Bul, 11-12-2019 16:43 #1
Dat de LED_diode werkt op ongeveer 2 á3 volt bij een stroom van 10 á 20 mA, is wel bekend, maar de vraag is, hoe zet ik de 240 volt 50Hz wisselspanning om in een bruikbare waarde voor de LED?
Dat wordt niet door u verteld. Dus: hoe maakt men de LED geschikt voor 240 Volt wisselspanning?
En waardoor wordt het verschil bepaalt tussen wél en niet dimbare LED's?

Infoteur: Kevinverto
Laatste update: 09-09-2015
Rubriek: Electronica
Subrubriek: Diversen
Bronnen en referenties: 1
Reacties: 1
Schrijf mee!