एलईडी प्रकाश सिद्धान्त

एलईडी (प्रकाश उत्सर्जक डायोड)एक ठोस राज्य अर्धचालक उपकरण हो जसले विद्युतीय ऊर्जालाई दृश्य प्रकाशमा रूपान्तरण गर्न सक्छ। यसले सिधै बिजुलीलाई प्रकाशमा रूपान्तरण गर्न सक्छ। LED को मुटु एक अर्धचालक चिप हो। चिपको एउटा छेउ कोष्ठकमा जोडिएको हुन्छ, एउटा छेउ ऋणात्मक इलेक्ट्रोड हो, र अर्को छेउ पावर सप्लाईको सकारात्मक इलेक्ट्रोडसँग जोडिएको हुन्छ, जसले गर्दा सम्पूर्ण चिप इपोक्सी रालमा समेटिएको हुन्छ।

अर्धचालक वेफर दुई भागहरु मिलेर बनेको छ। एउटा भाग एक P-प्रकार अर्धचालक हो, जसमा प्वालहरू हावी हुन्छन्, र अर्को छेउ N-प्रकार अर्धचालक हो, जहाँ इलेक्ट्रोनहरू मुख्य रूपमा उपस्थित हुन्छन्। तर जब यी दुई अर्धचालकहरू जडान हुन्छन्, तिनीहरू बीच एक P-N जंक्शन बनाइन्छ। जब करेन्टले तारको माध्यमबाट वेफरमा कार्य गर्दछ, इलेक्ट्रोनहरूलाई P क्षेत्रमा धकेलिन्छ, जहाँ इलेक्ट्रोनहरू प्वालहरूसँग पुन: संयोजित हुनेछन्, र त्यसपछि फोटानको रूपमा ऊर्जा उत्सर्जित हुनेछ। यो एलईडी प्रकाश उत्सर्जन को सिद्धान्त हो। प्रकाशको तरंगदैर्ध्य, अर्थात् प्रकाशको रंग, P-N जंक्शन बनाउने सामग्रीद्वारा निर्धारण गरिन्छ।

एलईडीले प्रत्यक्ष रूपमा रातो, पहेंलो, नीलो, हरियो, स्यान, सुन्तला, बैजनी र सेतो प्रकाश उत्सर्जन गर्न सक्छ।

सुरुमा, LED लाई उपकरणहरूको लागि सूचक प्रकाश स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्थ्यो। पछि, ट्राफिक लाइट र ठूला क्षेत्रका डिस्प्ले स्क्रिनहरूमा विभिन्न हल्का रंगका एलईडीहरू व्यापक रूपमा प्रयोग गरियो, जसले राम्रो आर्थिक र सामाजिक फाइदाहरू उत्पादन गर्यो। उदाहरणको रूपमा 12-इन्च रातो ट्राफिक बत्ती लिनुहोस्। संयुक्त राज्यमा, लामो-जीवन, कम-प्रकाश दृश्य दक्षता 140-वाट इनक्यान्डेसेन्ट बत्तीलाई प्रकाश स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जसले सेतो प्रकाशको 2,000 लुमेन उत्पादन गर्दछ। रातो फिल्टर पार गरेपछि, 90% प्रकाश हराउँछ, रातो बत्तीको 200 लुमेन मात्र छोड्छ। नयाँ डिजाइन गरिएको बत्तीमा, Lumileds ले 18 रातो LED प्रकाश स्रोतहरू प्रयोग गर्दछ, जसले समान प्रकाश प्रभाव उत्पादन गर्न सर्किट घाटा सहित कुल 14 वाट शक्ति खपत गर्दछ। अटोमोटिभ सिग्नल लाइटहरू पनि एलईडी प्रकाश स्रोत अनुप्रयोगहरूको लागि महत्त्वपूर्ण क्षेत्र हो।

सामान्य प्रकाशको लागि, मानिसहरूलाई सेतो प्रकाश स्रोतहरू चाहिन्छ। 1998 मा, सेतो प्रकाश-उत्सर्जक एलईडी सफलतापूर्वक विकसित भएको थियो। यस प्रकारको LED GAN चिप्स र yttrium एल्युमिनियम गार्नेट (YAG) प्याकेज गरेर बनाइन्छ। GaN चिपले नीलो प्रकाश (λp=465nm, Wd=30nm) उत्सर्जन गर्छ, र उच्च-तापमान सिन्टेरिङद्वारा बनाइएको Ce3+ भएको YAG फस्फरले नीलो बत्तीबाट उत्साहित भएपछि पहेंलो प्रकाश उत्सर्जन गर्छ, जसको चरम मूल्य 550nLED बत्ती m छ। नीलो एलईडी सब्सट्रेट कचौरा आकारको रिफ्लेक्टिभ गुहामा स्थापना गरिएको छ र YAG सँग मिसाइएको रालको पातलो तहले ढाकिएको छ, लगभग 200-500nm। LED सब्सट्रेट द्वारा उत्सर्जित नीलो प्रकाश को एक भाग फस्फर द्वारा अवशोषित हुन्छ, र नीलो प्रकाश को अर्को भाग सेतो प्रकाश प्राप्त गर्न को लागी फस्फर द्वारा उत्सर्जित पहेँलो प्रकाश संग मिश्रित छ।

InGaN/YAG सेतो LEDs को लागि, YAG फस्फरको रासायनिक संरचना परिवर्तन गरेर र फस्फर तहको मोटाई समायोजन गरेर, 3500-10000K को रंग तापमानको साथ विभिन्न रंगहरूको सेतो प्रकाश प्राप्त गर्न सकिन्छ। नीलो एलईडी मार्फत सेतो प्रकाश प्राप्त गर्ने यो विधिको सरल संरचना, कम लागत र उच्च प्राविधिक परिपक्वता छ, त्यसैले यो सबैभन्दा बढी प्रयोग गरिन्छ।