Led

De kleur van het opgewekte licht is afhankelijk van de aard van de materialen waaruit de led is opgebouwd, meer specifiek de breedte van de verboden zone tussen de valentieband en de geleidingsband. Dit verklaart ook waardoor een led met een lange golflengte een lagere doorlaatspanning heeft dan een met een korte golflengte, bijvoorbeeld rood 1,5 V en blauw 3,6 V.

Doordat de spanning over de led ook een beetje stijgt bij een grotere stroom zal de kleur iets naar een kortere golflengte opschuiven, een blauwe led zal bij lage stroom meer groenig schijnen en een rode led wordt (heel even) geel bij zoveel stroom dat hij stuk gaat.

In plaats van een lampje kan ook een moderne LED (light emitting diode = lichtuitstralende diode) gebruikt worden. LED's zijn goedkoper dan gloeilampjes en hebben een langere levensduur, ze geven aanzienlijk minder licht dat bovendien gekleurd is (rood, groen, geel, oranje, blauw).

De brandspanning van rode LED's bedraagt 1,6V. Tussen bijvoorbeeld een rode LED en een 4,5V batterij moet dus een voorschakelweerstand gezet worden. We gaan er vanuit dat 15mA door de LED moet lopen. (je kunt de LED stroom zelf kiezen, maar mag niet boven de 30mA liggen)

Gallium-aluminiumarsenide (AlGaAs) - rood infrarood
Galliumarseenfosfide (GaAsP) - rood oranje geel (amber)
Galliumnitride (GaN) - groen
Galliumfosfide (GaP) - groen
Zinkselenide (ZnSe) - blauw
Siliciumcarbide (SiC) - blauw
Indiumgalliumnitride (InGaN) - blauw of ultraviolet
Diamant (C) - ultraviolet

Blauwe led
De ontwikkeling van de blauwe led heeft lang op zich laten wachten. Blauwe (en witte) leds gebaseerd op halfgeleidende galliumnitride zijn uitgevonden door Shuji Nakamura. Pas in de jaren '90 zijn er betaalbare uitvoeringen met een redelijke helderheid op de markt. Inmiddels (2006) doet de blauwe led nauwelijks onder voor de groene. Met het beschikbaar komen van de blauwe led is volledige RGB-kleurmenging mogelijk geworden.

Witte led
Witte leds werden oorspronkelijk gemaakt door met behulp van een UV-led een fluorescerende laag ('fosfor') te belichten. Inmiddels zijn er ook varianten die direct wit licht uitstralen. Maar ook driekleurenleds of RGB-leds kunnen wit licht uitzenden.

Infrarode led
Vrijwel alle afstandsbedieningen voor elektronische apparatuur zenden hun commando over met behulp van IR-leds. Deze kunnen een relatief hoog vermogen verwerken. Infraroodleds worden ook veel toegepast als geïntegreerde zender in optokoppelaars (Eng. optocoupler), veiligheidscomponenten waarbij de zendende zijde en de ontvangende zijde optisch vast verbonden zijn maar elektrisch onderling deugdelijk geïsoleerd zijn. IR-leds kunnen ook toegepast worden als hulpverlichting voor analoge en digitale video-camera's met "nachtopname" aangezien de CCD-sensor ook gevoelig is voor de golflengte van een IR-led.

Tip: deze eigenschap kan ook gebruikt worden om te controleren of een afstandsbediening nog werkt, bij kijken door een elektronische zoeker van video- of fotocamera moet het licht te zien zijn. Een IR-led kan ook IR-licht van een tweede brandende IR-led ontvangen. Men kan het signaal meten met een oscilloscoop.

Twee en drie kleuren
Ook bestaan er tweekleurenleds. Dit zijn normale led-behuizingen waarin echter twee leds zijn geïntegreerd die een verschillende kleur, veelal rood en groen, hebben. Tweekleurenleds kunnen twee of drie pootjes hebben, in het eerste geval dient de polariteit van de spanning omgedraaid te worden om de kleur licht die de led uitstraalt te veranderen. Met drie pootjes kan elke mengkleur van rood en groen gemaakt worden door de stroom door de twee leds apart te regelen (sturen). Verder zijn er leds met meer dan twee kleuren op de markt, waaronder de full-colour RGB-led. Door de rode, groene en (meestal) twee blauwe leds kan het volledige kleurenspectrum bestreken worden. Ze worden onder andere toegepast in grote lichtkranten en beeldschermen en in bepaalde designmeubelen.

De waarde van de nominale stroom:
Een dergelijk exponentieel verband tussen spanning en stroom geldt in principe voor alle dioden.
De exacte waarden van de nominale spanningsval en de stroom zijn echter sterk afhankelijk van het type diode.
De meeste gewone led's worden aangestuurd met een stroom van maximaal 20 mA (milli-ampère), oftewel 0,02 ampère.

De waarde van de nominale spanningsval is afhankelijk van de kleur van de led:
Rode LED's is dit meestal zo'n 1,9 volt,
Gele en Groene led's 2,0 respectievelijk 2,1 volt,
Blauwe en witte led's 3,6 volt.
Raadpleeg echter altijd de datasheets van een led als deze beschikbaar zijn.
Want zeker bij moderne, geavanceerdere typen led's kunnen deze waarden flink afwijken.

Parallel schakeling
De kathodes zitten allemaal aan een kant en Anodes aan andere.
Per LED heb je een weerstand nodig. Alsje ze parallel plaatst kan je de stroom optellen.
Dus de ledjes in dit voorbeeld 3x0,020A=0,0,060A (60mA)

Serie schakeling
Per LED gebruik je 3,5V en in serie is dus een totaal van 3 x 3,5V = 10,5V
De totale spanning is 12V en er blijf nu 12V-10,5V = 1,5V over.
De stroom blijf een serieschakeling gelijk = 20mA
De weerstaand die je dan nodig heeft bereken je dan als volgt: R=U/I, 1,5V/0,020A (20mA) = 75 Ohm.
Uiteraard je kan gebruiken een weestand die daar in de buurt komt (82 Ohm).

Let op:
Je mag max 3 LED’s gebruiken anders kom je te kort met spanning 4x 3,5V = 14V (2V te kort).