एलईडी के संचालन का उपकरण और सिद्धांत

गरमागरम लैंप में, प्रकाश गर्म-से-सफेद टंगस्टन फिलामेंट से आता है, अनिवार्य रूप से गर्मी से। एक भट्टी में चमकते कोयले की तरह, एक विद्युत प्रवाह के ताप प्रभाव से गरम किया जाता है, जब इलेक्ट्रॉन तेजी से दोलन करते हैं और एक संवाहक धातु के क्रिस्टल जाली के नोड्स से टकराते हैं, उसी समय दृश्य प्रकाश का उत्सर्जन होता है, जो, हालांकि, केवल कम प्रतिनिधित्व करता है कुल खपत विद्युत ऊर्जा का 15% से अधिक जो लैंप को शक्ति प्रदान करती है...

एल ई डी, गरमागरम लैंप के विपरीत, गर्मी के कारण प्रकाश का उत्सर्जन नहीं करते हैं, लेकिन उनके डिजाइन की ख़ासियत के कारण, जो मुख्य रूप से यह सुनिश्चित करने के उद्देश्य से है कि वर्तमान ऊर्जा एक निश्चित तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश के उत्सर्जन के लिए सटीक रूप से जाती है। नतीजतन, प्रकाश स्रोत के रूप में एलईडी की दक्षता 50% से अधिक हो जाती है।

यहां करंट बहता है पी-एन जंक्शन के पार, जबकि संक्रमण में एक निश्चित आवृत्ति के दृश्य प्रकाश के फोटॉनों (क्वांटा) के उत्सर्जन के साथ इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों का पुनर्संयोजन होता है और इसलिए एक निश्चित रंग का होता है।

प्रत्येक एलईडी को मूल रूप से निम्नानुसार व्यवस्थित किया गया है।सबसे पहले, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एक इलेक्ट्रॉन-छिद्र जंक्शन है, जिसमें पी-प्रकार अर्धचालक (वर्तमान वाहकों में से अधिकांश छेद हैं) और एन-प्रकार अर्धचालक होते हैं जो एक दूसरे के संपर्क में होते हैं (अधिकांश वर्तमान वाहक अधिक होते हैं) इलेक्ट्रॉन)।

जब इस जंक्शन के माध्यम से आगे की दिशा में करंट का संचार होता है, तो दो विपरीत प्रकार के अर्धचालकों के संपर्क के बिंदु पर, एक प्रकार की चालकता के एक क्षेत्र से एक आवेश संक्रमण होता है (आवेश वाहक ऊर्जा स्तरों के बीच कूदते हैं) विभिन्न प्रकार की चालकता।

इस मामले में, उनके नकारात्मक चार्ज वाले इलेक्ट्रॉन सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए छिद्रों के आयनों के साथ जुड़ते हैं। इस समय, प्रकाश के फोटॉन पैदा होते हैं, जिसकी आवृत्ति संक्रमण के दोनों किनारों पर पदार्थों के बीच परमाणुओं के ऊर्जा स्तरों (संभावित बाधा की ऊंचाई) में अंतर के समानुपाती होती है।

संरचनात्मक रूप से, एल ई डी विभिन्न रूपों में आते हैं। सबसे सरल रूप पांच मिलीमीटर का शरीर है - एक लेंस। ऐसे एल ई डी अक्सर विभिन्न घरेलू उपकरणों पर संकेतक एल ई डी के रूप में पाए जा सकते हैं। शीर्ष पर, एलईडी आवास लेंस के आकार का है। आवास के निचले हिस्से में एक परवलयिक परावर्तक (परावर्तक) स्थापित किया गया है।

परावर्तक पर एक क्रिस्टल होता है जो उस बिंदु पर प्रकाश का उत्सर्जन करता है जहां करंट pn जंक्शन से होकर गुजरता है। कैथोड से - एनोड तक, परावर्तक से - पतले तार की दिशा में, इलेक्ट्रॉन क्यूब - क्रिस्टल के माध्यम से चलते हैं।

यह सेमीकंडक्टर क्रिस्टल एलईडी का मुख्य तत्व है। यहां यह आकार में 0.3 गुणा 0.3 गुणा 0.25 मिमी है। क्रिस्टल एक पतले वायर ब्रिज द्वारा एनोड से जुड़ा होता है।बहुलक शरीर एक ही समय में एक पारदर्शी लेंस होता है जो प्रकाश को एक निश्चित दिशा में केंद्रित करता है, इस प्रकार प्रकाश किरण के विचलन का एक सीमित कोण प्राप्त करता है।

आज, एलईडी इंद्रधनुष के सभी रंगों में आते हैं, पराबैंगनी और सफेद से लाल और अवरक्त तक। सबसे आम लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला और सफेद एलईडी रंग हैं। और यहाँ चमक का रंग मामले के रंग से निर्धारित नहीं होता है!

रंग पीएन जंक्शन द्वारा उत्सर्जित फोटॉनों की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, लाल एलईडी के लाल रंग में 610 से 760 एनएम की विशेषता तरंग दैर्ध्य होती है। तरंग दैर्ध्य, बदले में, उस सामग्री पर निर्भर करता है जिसका उपयोग किसी विशेष भाग के निर्माण में किया गया था अर्धचालक इस एलईडी के लिए। तो, लाल से पीले रंग का रंग पाने के लिए, एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फास्फोरस की अशुद्धियों का उपयोग किया जाता है।

हरे से नीला रंग प्राप्त करने के लिए - नाइट्रोजन, गैलियम, इंडियम। सफेद रंग प्राप्त करने के लिए क्रिस्टल में एक विशेष फॉस्फर मिलाया जाता है, जो नीले रंग की मदद से सफेद रंग में बदल जाता है फोटोलुमिनेसेंस घटनाएं.

यह सभी देखें: एलईडी को एक प्रतिरोधक के माध्यम से क्यों जोड़ा जाना चाहिए?