Zurück Weitere Info zur Diode
Erhöht man in nebenstehender Schaltung die Spannung langsam von 0V an, dann bemerkt man, dass unterhalb von ca. 0,6V kein Strom fliesst. Ab dieser "Schwellspannung" steigt die Stromstärke stark an.
Man erhält nebenstehende Kennlinie, wenn man die Messwerte in ein Koordinatensystem einträgt.
Ab ca. 0,6V sinkt der Widerstand der Diode sehr stark ab. Damit die Stromstärke keinen kritischen Wert erreicht, ist ein (Vor-)Widerstand nötig.
Die Berechnung dieses Vorwiderstands geht nach dem "Ohmschen Gesetz", wobei man bei der Spannung am Widerstand die Schwellspannung der Diode berücksichtigen muss.
Wird die Schaltung mit 10V versorgt und sollen 100mA durch eine Siliziumdiode (0,6V Schwellspannung) fliessen, dann berechnet sich der benötigte Widerstand so:
R = 9,4V/0,1A = 94 Ohm   (100mA=0,1A)
LED
Bei Stromfluss durch eine Diode rekombinieren Elektronen und Löcher an der Grenzschicht. Dabei kann es vorkommen, dass die Elektronen auf eine weiter aussen liegende Schale gelangen. Ein solches Atom nennt man "angeregtes Atom", seine Elektronen besitzen mehr Energie als im Grundzustand (wo alle Elektronen so weit innen wie möglich sind).
Wenn dieses Elektron auf seinen weiter innen liegenden Platz zurückfällt, muss es seine überschüssige Energie abstrahlen, es sendet also Licht aus.
Ob bei der Rekombination ein angeregtes Atom entsteht und mit welcher Energiedifferenz hängt von der Art der Dotierung ab. Entsprechend dotierte Dioden senden Licht einer Farbe aus und heissen Leuchtdioden.
Aus obigem folgt, dass auch jede Leuchtdiode einen Vorwiderstand benötigt. Standard-Leuchtdioden benötigen eine Stromstärke von 20mA (Lowcurrent-Modelle nur 1/10 davon). Bei der Berechnung des Vorwiderstands ist die (farbabhängige) Schwellspannung zu berücksichtigen.
Wird eine LED direkt an eine 1,5V Batterie angeschlossen, so wirkt der Innenwiderstand der Batterie als (hoffentlich ausreichender) Vorwiderstand.