एलईडी प्रकाश तत्त्व

एलईडी (प्रकाश उत्सर्जक डायोड)हे 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 चिप आहे. चिपचे एक टोक ब्रॅकेटला जोडलेले असते, एक टोक ऋण इलेक्ट्रोड असते आणि दुसरे टोक पॉवर सप्लायच्या पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडशी जोडलेले असते, ज्यामुळे संपूर्ण चिप इपॉक्सी रेझिनमध्ये गुंतलेली असते.

सेमीकंडक्टर वेफरचे दोन भाग असतात. एक भाग पी-टाइप सेमीकंडक्टर आहे, ज्यामध्ये छिद्रांचे वर्चस्व आहे आणि दुसरे टोक एन-टाइप सेमीकंडक्टर आहे, जेथे इलेक्ट्रॉन प्रामुख्याने उपस्थित असतात. परंतु जेव्हा हे दोन अर्धसंवाहक जोडलेले असतात तेव्हा त्यांच्यामध्ये P-N जंक्शन तयार होते. जेव्हा विद्युत् प्रवाह वायरद्वारे वेफरवर कार्य करतो, तेव्हा इलेक्ट्रॉन P क्षेत्राकडे ढकलले जातील, जेथे इलेक्ट्रॉन छिद्रांसह पुन्हा एकत्र होतील आणि नंतर ऊर्जा फोटॉनच्या स्वरूपात उत्सर्जित होईल. हे एलईडी प्रकाश उत्सर्जक तत्त्व आहे. प्रकाशाची तरंगलांबी, म्हणजेच प्रकाशाचा रंग, P-N जंक्शन बनविणाऱ्या सामग्रीद्वारे निर्धारित केला जातो.

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

सुरुवातीला, LEDs साधनांसाठी निर्देशक प्रकाश स्रोत म्हणून वापरले जात होते. नंतर, विविध हलक्या रंगांचे LEDs ट्रॅफिक लाइट्स आणि मोठ्या क्षेत्राच्या डिस्प्ले स्क्रीनमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले, ज्यामुळे चांगले आर्थिक आणि सामाजिक फायदे निर्माण झाले. उदाहरण म्हणून 12-इंच लाल ट्रॅफिक लाइट घ्या. युनायटेड स्टेट्समध्ये, दीर्घ-आयुष्य, कमी-प्रकाश व्हिज्युअल कार्यक्षमता 140-वॅट इनॅन्डेन्सेंट दिवा प्रकाश स्रोत म्हणून वापरला जातो, जो पांढरा प्रकाश 2,000 लुमेन तयार करतो. लाल फिल्टरमधून गेल्यानंतर, 90% प्रकाश नष्ट होतो, लाल दिव्याचे फक्त 200 लुमेन शिल्लक राहतात. नवीन डिझाइन केलेल्या दिव्यामध्ये, ल्युमिलेड्स 18 लाल एलईडी प्रकाश स्रोत वापरतात, जे समान प्रकाशाचा प्रभाव निर्माण करण्यासाठी सर्किटच्या नुकसानासह एकूण 14 वॅट पॉवर वापरतात. एलईडी लाइट सोर्स ऍप्लिकेशन्ससाठी ऑटोमोटिव्ह सिग्नल दिवे देखील एक महत्त्वाचे क्षेत्र आहेत.

सामान्य प्रकाशासाठी, लोकांना पांढर्या प्रकाश स्रोतांची आवश्यकता असते. 1998 मध्ये, पांढरा-प्रकाश-उत्सर्जक एलईडी यशस्वीरित्या विकसित झाला. या प्रकारचा एलईडी GaN चिप्स आणि य्ट्रिअम ॲल्युमिनियम गार्नेट (YAG) च्या पॅकेजिंगद्वारे बनवला जातो. GaN चिप निळा प्रकाश (λp=465nm, Wd=30nm) उत्सर्जित करते आणि उच्च-तापमान सिंटरिंगद्वारे बनवलेले Ce3+ असलेले YAG फॉस्फर निळ्या प्रकाशाने उत्तेजित झाल्यानंतर पिवळा प्रकाश उत्सर्जित करते, ज्याचे सर्वोच्च मूल्य 550nLED दिवा m आहे. निळा LED सब्सट्रेट वाडग्याच्या आकाराच्या रिफ्लेक्टिव्ह पोकळीमध्ये स्थापित केला जातो आणि YAG मिसळलेल्या राळच्या पातळ थराने झाकलेला असतो, सुमारे 200-500nm. एलईडी सब्सट्रेटद्वारे उत्सर्जित होणाऱ्या निळ्या प्रकाशाचा काही भाग फॉस्फरद्वारे शोषला जातो आणि पांढरा प्रकाश मिळविण्यासाठी निळ्या प्रकाशाचा दुसरा भाग फॉस्फरद्वारे उत्सर्जित होणाऱ्या पिवळ्या प्रकाशात मिसळला जातो.

InGaN/YAG पांढऱ्या LEDs साठी, YAG फॉस्फरची रासायनिक रचना बदलून आणि फॉस्फर लेयरची जाडी समायोजित करून, 3500-10000K च्या रंग तापमानासह विविध रंगांचा पांढरा प्रकाश मिळू शकतो. निळ्या एलईडीद्वारे पांढरा प्रकाश मिळविण्याच्या या पद्धतीमध्ये एक साधी रचना, कमी खर्च आणि उच्च तांत्रिक परिपक्वता आहे, म्हणून ती सर्वात जास्त वापरली जाते.