Matroids Matheplanet Forum Index
Moderiert von trunx
Physik » Schulphysik » LED-U-I-Kennlinie
Druckversion
Druckversion
Autor
Schule J LED-U-I-Kennlinie
Wirkungsquantum
Aktiv Letzter Besuch: im letzten Monat
Dabei seit: 10.03.2015
Mitteilungen: 783
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2015-05-20


Hallo,
Für die Schule hatten wir unter anderem die Stromstärke in Abhängigkeit der Spannung einer LED gemessen und mussten unter anderem deren Kennlinie darstellen. Wenn man über die Messfehler hinwegsieht sah die Kennlinie wie eine Exponentialfunktion aus, also so:

Die LED selbst war eine rote und begann etwa ab 1,6V zu leuchten (positive Polung).
Was ich mir nicht erklären kann: Warum ist die LED eine Exponentialfunktion? Was passiert dass, in diesem Fall, ab 2,2V auf einmal so steil stieg? Also wie lässt sich das begründen/erklären.
Danke schon einmal.
Mit besten Grüßen,
Wirkungsquantum
PS: Den Knick da oben bitte nicht beachten. Das war nur ein Fehler beim essen.




-----------------
$\text{h}=6,626⋅10^{-34} \text{Js}$



Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
Ex_Senior
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2015-05-20


Hallo

Habt ihr schon einen Fit genacht? Vielleicht ist der Anstieg gar nicht so groß. Exponentialfunktionen steigen ja stark an.



2015-05-20 22:51 - Wirkungsquantum im Themenstart schreibt:
PS: Den Knick da oben bitte nicht beachten. Das war nur ein Fehler beim essen.

Ein Fehler beim essen?
Ihr habt hoffentlich nicht die LED gegessen.

mfgMrBean



Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
Wirkungsquantum
Aktiv Letzter Besuch: im letzten Monat
Dabei seit: 10.03.2015
Mitteilungen: 783
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2015-05-21


2015-05-20 23:09 - MrBean in Beitrag No. 1 schreibt:
Ein Fehler beim essen?
Ihr habt hoffentlich nicht die LED gegessen.
Der Fehler lag eher denke ich am falschen ablesen des Messgerätes.

Was aber ein Fit sein soll weiß ich nicht. Und im Internet habe ich geschaut, dort sind die Kennlinien einer solchen LED alle Exponentialfunktionen.


-----------------
$\text{h}=6,626⋅10^{-34} \text{Js}$



Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
Ex_Senior
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, eingetragen 2015-05-21


Hallo

Ein Fit ist eine Regression. Habt ihr schon eine exponetielle Regression ausgeführt?

mfgMrBean



Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
Berufspenner
Senior Letzter Besuch: in der letzten Woche
Dabei seit: 13.11.2003
Mitteilungen: 3237
Aus: Hamburg, z.Zt. Hannover
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, eingetragen 2015-05-21


Moin

Fit hin, Fit her. Das ist doch nicht zielführend. Kennlinien von Dioden wurde hinlänglich oft gemessen, theoretisch hergeleitet und zeigen immer einen exponentiellen Charakter. Es geht doch um die Frage, warum das so ist. Um diese Frage zu klären ist allerdings etwas Hintergrundwissen zur Halbleiterphysik und ein wenig höhere Mathematik notwednig. Die Frage ist, was du da an Wissen mitbringst? Zur klärung, warum der Strom erst ab einer gewissen Spannung merklich anfängt zu fließen eine kurze Erläuterung.

Nun ist eine LED eine spezielle, eben eine licht emittierende (ausstrahlende), Diode. Demnach basiert sie auf einem pn-Übergang. Also aus einer Grenzschicht zwischen zwei unterschiedlich dotierten Halbleiterbereichen. In dem einen Bereich gibt es einen Elektronenüberschuss, in dem anderen einen Löcherüberschuss. Durch Rekombinationsprozesse an der Grenzschicht und der übrig bleibenden, ortsfesten Atomrümpfe, die entsprechend positiv auf der einen und negativ auf der anderen Seite geladen sind, entsteht an dieser Grenzschicht eine so genannte Verarmungszone sowie ein elektrisches Feld. Dieses Feld ist auch der Ursprung der so genannten Schwell- oder Diffusionsspannung <math>U_d</math>. Im Bänderdiagramm entspricht diese Schwellspannung dem energetischen Unterschied zwischen der Leitungsbandkante im p-Bereich und der Leitungsbandkante im n-Bereich (und wenn es sich um das gleiche Wirtsmaterial handelt entsprechend auch die differenz zwischen den Valenzbandkanten in den beiden Bereichen). Diese Spannung muss (bzw. Energie <math>E = q\cdot U_d</math>) muss von außen aufgebracht werden, damit überhautp ein Strom fließen kann. In diesem Fall sind das die 1,6 V.

Der exponentielle Anstieg lässt sich mit einiger Rechnerrei über die Ladungsträgerdichten zeigen. Das könnte jetzt aber den Rahmen sprengen und die Herleitungen findest du in jedem guten Lehrbuch bzw. ganz schön zusammengefasst hier. Maßgeblich ist aber die Bandlücke bei Halbleitern und die zugeführte Energie.


-----------------
Grenzen sind zum Überwinden da



Eine Notiz zu diese Forumbeitrag schreiben Notiz   Profil  Quote  Link auf diesen Beitrag Link
Wirkungsquantum hat die Antworten auf ihre/seine Frage gesehen.
Wirkungsquantum hat selbst das Ok-Häkchen gesetzt.
Neues Thema [Neues Thema]  Druckversion [Druckversion]

 


Wechsel in ein anderes Forum:
 Suchen    
 
All logos and trademarks in this site are property of their respective owner. The comments are property of their posters, all the rest © 2001-2020 by Matroids Matheplanet
This web site was originally made with PHP-Nuke, a former web portal system written in PHP that seems no longer to be maintained nor supported. PHP-Nuke is Free Software released under the GNU/GPL license.
Ich distanziere mich von rechtswidrigen oder anstößigen Inhalten, die sich trotz aufmerksamer Prüfung hinter hier verwendeten Links verbergen mögen.
Lesen Sie die Nutzungsbedingungen, die Distanzierung, die Datenschutzerklärung und das Impressum.
[Seitenanfang]