एलईडी दिव्याचे कार्य तत्त्व

LED (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) एक घन-स्थिती सेमीकंडक्टर उपकरण आहे जे विद्युत उर्जेचे दृश्यमान प्रकाशात रूपांतर करू शकते. ते विजेचे थेट प्रकाशात रूपांतर करू शकते. LED चे हृदय अर्धसंवाहक वेफर आहे. वेफरचे एक टोक ब्रॅकेटला जोडलेले असते, एक टोक ऋण इलेक्ट्रोड असते आणि दुसरे टोक पॉवर सप्लायच्या पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडशी जोडलेले असते, ज्यामुळे संपूर्ण वेफर इपॉक्सी रेझिनने कॅप्स्युलेट केले जाते.

सेमीकंडक्टर चिपमध्ये दोन भाग असतात. एक भाग पी-टाइप सेमीकंडक्टर आहे, ज्यामध्ये छिद्रांचे वर्चस्व आहे आणि दुसरे टोक एन-टाइप सेमीकंडक्टर आहे, प्रामुख्याने इलेक्ट्रॉन. परंतु जेव्हा दोन अर्धसंवाहक जोडलेले असतात तेव्हा त्यांच्यामध्ये p-n जंक्शन तयार होते. जेव्हा विद्युत प्रवाह वायरद्वारे चिपवर कार्य करतो, तेव्हा इलेक्ट्रॉन p प्रदेशात ढकलले जातील, जेथे इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रे संयुग होतील आणि नंतर फोटॉनच्या स्वरूपात ऊर्जा उत्सर्जित करतात. हे एलईडी प्रकाश उत्सर्जनाचे तत्त्व आहे. प्रकाशाची तरंगलांबी, म्हणजेच प्रकाशाचा रंग, p-n जंक्शन बनवणाऱ्या सामग्रीद्वारे निर्धारित केला जातो.

LED थेट लाल, पिवळा, निळा, हिरवा, हिरवा, नारिंगी, जांभळा आणि पांढरा प्रकाश सोडू शकतो.

सुरुवातीला, एलईडीचा वापर साधने आणि मीटरचा निर्देशक प्रकाश स्रोत म्हणून केला जात असे. नंतर, विविध हलक्या रंगांचे LED ट्रॅफिक लाइट्स आणि मोठ्या क्षेत्राच्या डिस्प्ले स्क्रीनमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले, परिणामी चांगले आर्थिक आणि सामाजिक फायदे झाले. उदाहरण म्हणून 12 इंच लाल ट्रॅफिक सिग्नल दिवा घ्या. युनायटेड स्टेट्समध्ये, दीर्घ सेवा जीवन आणि कमी चमकदार कार्यक्षमतेसह 140 वॅटचा इनॅन्डेन्सेंट दिवा मूळतः प्रकाश स्रोत म्हणून वापरला गेला, ज्याने 2000 लुमेन पांढरा प्रकाश तयार केला. लाल फिल्टरमधून गेल्यानंतर, प्रकाशाचा तोटा 90% होतो, लाल दिवा फक्त 200 लुमेन सोडतो. नवीन डिझाइन केलेल्या दिव्यामध्ये, Lumileds 18 लाल एलईडी प्रकाश स्रोतांचा अवलंब करते, ज्यामध्ये सर्किट लॉस समाविष्ट आहे, जे समान प्रकाश प्रभाव निर्माण करण्यासाठी एकूण 14 वॅट्स वापरतात. ऑटोमोबाईल सिग्नल दिवा हे देखील एलईडी प्रकाश स्रोत अनुप्रयोगाचे एक महत्त्वाचे क्षेत्र आहे.

सामान्य प्रकाशासाठी, लोकांना पांढरा प्रकाश स्रोत अधिक आवश्यक आहे. 1998 मध्ये, पांढरा एलईडी यशस्वीरित्या विकसित केला गेला. LED हे गॅन चिप आणि य्ट्रिअम अॅल्युमिनियम गार्नेट (YAG) एकत्र जोडलेले आहे. Gan चीप निळा प्रकाश （ λ P = 465nm, WD = 30nm), उच्च-तापमान सिंटरिंगद्वारे बनवलेले Ce3 + असलेले YAG फॉस्फर या निळ्या प्रकाशाने उत्तेजित झाल्यानंतर पिवळा प्रकाश उत्सर्जित करते, ज्याचे सर्वोच्च मूल्य 550n LED दिवा m आहे. निळा एलईडी सब्सट्रेट वाडग्याच्या आकाराच्या परावर्तित पोकळीमध्ये स्थापित केला जातो आणि YAG मिसळलेल्या राळच्या पातळ थराने झाकलेला असतो, सुमारे 200-500 nm. LED सब्सट्रेटद्वारे उत्सर्जित होणाऱ्या निळ्या प्रकाशाचा काही भाग फॉस्फरद्वारे शोषला जातो आणि पांढरा प्रकाश मिळविण्यासाठी निळ्या प्रकाशाचा दुसरा भाग फॉस्फरद्वारे उत्सर्जित पिवळ्या प्रकाशात मिसळला जातो.

InGaN/YAG पांढर्‍या LEDs साठी, 3500-10000k रंग तापमानासह पांढर्‍या प्रकाशाचे विविध रंग YAG फॉस्फरची रासायनिक रचना बदलून आणि फॉस्फर लेयरची जाडी समायोजित करून मिळवता येतात. निळ्या एलईडीद्वारे पांढरा प्रकाश मिळविण्याच्या या पद्धतीमध्ये साधी रचना, कमी किमतीचे आणि उच्च तांत्रिक परिपक्वता असे फायदे आहेत, म्हणून ती सर्वाधिक वापरली जाते.