एलईडीच्या ऑपरेशनचे डिव्हाइस आणि तत्त्व

इनॅन्डेन्सेंट दिव्यांमध्ये, प्रकाश उष्ण-ते-पांढऱ्या टंगस्टन फिलामेंटमधून येतो, मूलत: उष्णतेपासून. चुलीतील चमकणाऱ्या निखाऱ्यांप्रमाणे, विद्युत प्रवाहाच्या गरम प्रभावाने तापलेल्या, जेव्हा इलेक्ट्रॉन वेगाने दोलन करतात आणि प्रवाहकीय धातूच्या क्रिस्टल जाळीच्या नोड्सवर आदळतात, त्याच वेळी दृश्यमान प्रकाश उत्सर्जित करतात, जे केवळ कमीच प्रतिनिधित्व करतात. एकूण वापरलेल्या विद्युत ऊर्जेपैकी 15% पेक्षा जास्त ऊर्जा दिव्याला शक्ती देते...

LEDs, इनॅन्डेन्सेंट दिवे विपरीत, प्रकाश उत्सर्जित करतात उष्णतेमुळे नाही, परंतु त्यांच्या डिझाइनच्या वैशिष्ट्यामुळे, ज्याचा मुख्य उद्देश आहे की वर्तमान ऊर्जा विशिष्ट तरंगलांबीवर प्रकाशाच्या उत्सर्जनापर्यंत अचूकपणे जाते हे सुनिश्चित करणे. परिणामी, प्रकाश स्रोत म्हणून एलईडीची कार्यक्षमता 50% पेक्षा जास्त आहे.

येथे विद्युत प्रवाह वाहतो p-n जंक्शन ओलांडून, संक्रमणादरम्यान इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रांचे पुनर्संयोजन एका विशिष्ट वारंवारतेच्या आणि त्यामुळे विशिष्ट रंगाच्या दृश्यमान प्रकाशाच्या फोटॉन्स (क्वांटा) च्या उत्सर्जनासह होते.

प्रत्येक एलईडीची मुळात खालीलप्रमाणे मांडणी केली जाते.प्रथम, वर नमूद केल्याप्रमाणे, एक इलेक्ट्रॉन-होल जंक्शन आहे, ज्यामध्ये p-प्रकार अर्धसंवाहक असतात (बहुसंख्य वर्तमान वाहक छिद्रे असतात) आणि n-प्रकार अर्धसंवाहक एकमेकांच्या संपर्कात असतात (अधिकतर वर्तमान वाहक आहेत. इलेक्ट्रॉन).

जेव्हा या जंक्शनद्वारे प्रवाह पुढे दिशेने प्रसारित केला जातो, तेव्हा दोन विरुद्ध प्रकारच्या अर्धसंवाहकांच्या संपर्काच्या बिंदूवर, चार्ज संक्रमण होते (उर्जा पातळी दरम्यान चार्ज वाहक उडी मारतात) एका प्रकारच्या चालकतेच्या प्रदेशातून एका प्रदेशात भिन्न प्रकारची चालकता.

या प्रकरणात, त्यांचे ऋण चार्ज असलेले इलेक्ट्रॉन सकारात्मक चार्ज केलेल्या छिद्रांच्या आयनांसह एकत्र होतात. या क्षणी, प्रकाशाच्या फोटॉन्सचा जन्म होतो, ज्याची वारंवारता संक्रमणाच्या दोन्ही बाजूंच्या पदार्थांमधील अणूंच्या उर्जा पातळीतील फरक (संभाव्य अडथळ्याची उंची) च्या प्रमाणात असते.

संरचनात्मकदृष्ट्या, LEDs विविध स्वरूपात येतात. सर्वात सोपा प्रकार म्हणजे पाच मिलिमीटर बॉडी - एक लेन्स. असे LEDs अनेकदा विविध घरगुती उपकरणांवर सूचक LEDs म्हणून आढळतात. शीर्षस्थानी, LED हाऊसिंगचा आकार लेन्ससारखा असतो. घराच्या खालच्या भागात पॅराबोलिक रिफ्लेक्टर (रिफ्लेक्टर) स्थापित केले आहे.

रिफ्लेक्टरवर एक स्फटिक आहे जो pn जंक्शनमधून विद्युत प्रवाह जातो त्या बिंदूवर प्रकाश उत्सर्जित करतो. कॅथोडपासून - एनोडपर्यंत, रिफ्लेक्टरपासून - पातळ वायरच्या दिशेने, इलेक्ट्रॉन घनातून - क्रिस्टल हलतात.

हा अर्धसंवाहक क्रिस्टल एलईडीचा मुख्य घटक आहे. येथे ते 0.3 बाय 0.3 बाय 0.25 मिमी आकाराचे आहे. स्फटिक एका पातळ वायर ब्रिजने एनोडशी जोडलेले आहे.पॉलिमर बॉडी एकाच वेळी एक पारदर्शक लेन्स आहे जी प्रकाशाला एका विशिष्ट दिशेने केंद्रित करते, अशा प्रकारे प्रकाश बीमच्या विचलनाचा मर्यादित कोन प्राप्त करते.

आज, एलईडी इंद्रधनुष्याच्या सर्व रंगांमध्ये येतात, अल्ट्राव्हायोलेट आणि पांढऱ्यापासून लाल आणि अवरक्त. लाल, नारंगी, पिवळा, हिरवा, निळा आणि पांढरा एलईडी रंग सर्वात सामान्य आहेत. आणि इथे चकाकीचा रंग केसच्या रंगावरून ठरवला जात नाही!

रंग pn जंक्शनद्वारे उत्सर्जित केलेल्या फोटॉनच्या तरंगलांबीवर अवलंबून असतो. उदाहरणार्थ, लाल एलईडीच्या लाल रंगाची वैशिष्ट्यपूर्ण तरंगलांबी 610 ते 760 एनएम असते. तरंगलांबी, यामधून, विशिष्ट भागाच्या निर्मितीमध्ये वापरल्या जाणार्‍या सामग्रीवर अवलंबून असते सेमीकंडक्टर या LED साठी. म्हणून, लाल ते पिवळा रंग मिळविण्यासाठी, अॅल्युमिनियम, इंडियम, गॅलियम आणि फॉस्फरसची अशुद्धता वापरली जाते.

हिरवा ते निळा रंग मिळविण्यासाठी - नायट्रोजन, गॅलियम, इंडियम. पांढरा रंग मिळविण्यासाठी, क्रिस्टलमध्ये एक विशेष फॉस्फर जोडला जातो, ज्याच्या मदतीने निळा रंग पांढरा होतो. फोटोलुमिनेसेन्स घटना.

हे देखील पहा: एलईडीला रेझिस्टरद्वारे का जोडले पाहिजे