Laboraufbau LED-Schaltung

Labor LED


Leuchtdioden, kurz: LED, gibt es in vielen verschiedenen Farben. Wir untersuchen in diesem Labor verschiedenfarbige LEDs. Dazu messen wir deren U-I-Kennlinie, bestimmen den Arbeitspunkt und den notwendigen Vorwiderstand.

So wird die Arbeitsweise der LED Schritt-für-Schritt leicht verständlich erklärt. Darüber hinaus wird die Polung von LEDs untersucht.

LED Infos



grüne LED

Übung 1 U-I-Kennlinie einer roten und grünen LED

Eine Leuchtdiode soll an einer Gleichspannungsquelle betrieben werden. Leider steht uns kein Datenblatt zur Verfügung aus dem wir den zulässigen Betriebsstrom und die Betriebsspannung entnehmen können.

Für die Schaltung wird eine Gleichspannungsquelle mit U1 = 0 - 5 V, ein Vorwiderstand von 100 Ω und eine rote sowie grüne LED benötigt. Die Strombegrenzung wird auf 50 mA eingestellt. Der Strom wird über die Spannung am Vorwiderstand bestimmt.

  1. Baue die Schaltung auf und bestimme den Umrechnungsfaktor zwischen URv und dem Strom ID.
  2. Messe die Kennlinie UD = f(ID) für eine rote und grüne LED.
  3. Stelle die Daten in einem Diagramm dar.
  4. Ermittle die Schleusenspannung für die rote und grüne LED.
Schaltung LED mit Vorwiderstand
UD in V
ID in mA

Übung 2 Welche Aussage ist wahr?

Teste Deinen Lernerfolg, indem Du die korrekten Aussagen auswählst.

Nenne die Richtung in welcher eine LED betrieben wird.
Wähle eine Antwort.

  1. rückwärts
  2. seitwärts
  3. vorwärts
  4. abwärts


Benenne die Spannung, ab welcher eine LED Licht abstrahlt.
Wähle zwei Antworten.

  1. unterhalb US
  2. oberhalb US
  3. ca. 6 V bei grün
  4. ca. 2 V bei grün



Nenne die Stromstärke, bei der die LED ausreichend hell ist.
Wähle eine Antwort.

  1. 0,1 mA
  2. 1 mA
  3. 10 mA
  4. 100 mA


Nenne die Stromstärke, ab der die LED nicht mehr heller wird.
Wähle eine Antwort.

  1. 10 mA
  2. 20 mA
  3. 30 mA
  4. ≥ 40 mA


Nennen die Farbe, für die das menschlieche Auge am empfindlichsten ist.
Wähle eine Antwort.

  1. rot
  2. grün
  3. blau
  4. infrarot


Begründe wieso die Effizienz von herkömmlichen LEDs so gering ist.

  1. Es entstand zu wenig Licht am pn-Übergang.
  2. Licht im Kristall wird ab einem Winkel von 17 ° total reflektiert.
  3. freie Ladungsträger wurden zu schnell eingefangen
  4. aufgrund der Verunreinigung gibt es wenig freie Elektronen

Übung 3 Grafische Ermittlung des Arbeitspunktes AP in der U-I-Kennlinie

Schaltung LED mit Vorwiderstand

Die LED soll an einer Betriebsspannung von U = 12 V betrieben werden. Bestimme graphisch den Arbeitspunkt AP und anschließend rechnerisch den Vorwiderstand RV für die verwendete LED bei ID = 20 mA.

  1. Trage die Diodenkennlinie (Übung 1) in ein Diagramm.
  2. Trage den Arbeitspunkt AP bei 20 mA in das Diagramm ein.
  3. Zeichne eine Arbeitsgerade durch den Arbeitspunkt AP und den Schnittpunkt mit der x-Achse bei U = 12 V in das Diagramm.
  4. Berechne aus den Daten den notwendigen Vorwiderstand RV im Arbeitspunkt AP.

Übung 4 Polung von LEDs

Gib an, wie die Spannung (U1 = 12 V) zwischen den Klemmen A und B gepolt sein muss, damit ...

  1. ein Minuszeichen,
  2. ein Pluszeichen angezeigt wird.
  3. Dimensioniere den Vorwiderstand so, dass ein Strom von 18 mA durch die Leuchtdioden fließt.

    Die Schleusenspannung beträgt US = 1,6 V.

  4. Begründe, wieso das und das nicht gleich hell leuchten.
Plus-Minus-Schaltung mit LEDs