एलईडी दिवाचे ऑपरेटिंग तत्त्व

LED हे घन अवस्थेतील अर्धसंवाहक 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 ध्रुव असते आणि दुसरे टोक पॉवर सप्लायच्या पॉझिटिव्ह पोलला जोडलेले असते, जेणेकरून संपूर्ण चिप इपॉक्सी रेझिनने कॅप्स्युलेट केली जाते.

सेमीकंडक्टर चिप दोन भागांनी बनलेली असते. एक भाग पी-टाइप सेमीकंडक्टर आहे, ज्यामध्ये छिद्रे प्रबळ आहेत आणि दुसरे टोक एन-टाइप सेमीकंडक्टर आहे, ज्यामध्ये इलेक्ट्रॉन प्रबळ आहेत. परंतु जेव्हा हे दोन अर्धसंवाहक जोडलेले असतात तेव्हा त्यांच्यामध्ये P-N जंक्शन तयार होते. जेव्हा विद्युत प्रवाह वायरद्वारे चिपवर कार्य करतो, तेव्हा इलेक्ट्रॉन P क्षेत्राकडे ढकलले जातील, जेथे इलेक्ट्रॉन छिद्रांसह पुन्हा एकत्र होतील आणि नंतर फोटॉनच्या स्वरूपात ऊर्जा उत्सर्जित करतील. चे तत्व आहेएलईडी दिवाउत्सर्जन प्रकाशाची तरंगलांबी, म्हणजेच प्रकाशाचा रंग, P-N जंक्शन बनविणाऱ्या सामग्रीद्वारे निर्धारित केला जातो.

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

सुरुवातीला, LED चा वापर साधने आणि मीटरचा निर्देशक प्रकाश स्रोत म्हणून केला जात असे. नंतर, विविध हलक्या रंगाचे एलईडी ट्रॅफिक लाइट्स आणि मोठ्या क्षेत्राच्या डिस्प्लेमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले, ज्यामुळे चांगले आर्थिक आणि सामाजिक फायदे निर्माण झाले. उदाहरण म्हणून 12 इंच लाल ट्रॅफिक सिग्नल दिवा घ्या. युनायटेड स्टेट्समध्ये, दीर्घ आयुष्यासह 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, ल्युमिलेड्स 18 लाल एलईडी प्रकाश स्रोत वापरतात, ज्यामध्ये सर्किट लॉस होतो. एकूण वीज वापर 14 वॅट्स आहे, जो समान चमकदार प्रभाव निर्माण करू शकतो. ऑटोमोबाईल सिग्नल दिवा हे देखील LED लाइट सोर्स ऍप्लिकेशनचे महत्त्वाचे क्षेत्र आहे.

सामान्य प्रकाशासाठी, लोकांना अधिक पांढर्या प्रकाश स्रोतांची आवश्यकता असते. 1998 मध्ये, पांढरा एलईडी यशस्वीरित्या विकसित केला गेला. हे LED GaN चिप आणि य्ट्रिअम ॲल्युमिनियम गार्नेट (YAG) एकत्र पॅकेज करून बनवले जाते. GaN चिप निळा प्रकाश उत्सर्जित करते（λ P=465nm, Wd=30nm), उच्च तापमानात Ce3+ सिंटर केलेले YAG फॉस्फर या निळ्या प्रकाशाने उत्तेजित झाल्यानंतर पिवळा प्रकाश उत्सर्जित करते, ज्याचे सर्वोच्च मूल्य 550n LED दिवा m आहे. निळा एलईडी सब्सट्रेट वाडग्याच्या आकाराच्या रिफ्लेक्शन गुहामध्ये स्थापित केला जातो, जो YAG सह मिश्रित राळच्या पातळ थराने झाकलेला असतो, सुमारे 200-500nm. LED सब्सट्रेटमधील निळा प्रकाश अंशतः फॉस्फरद्वारे शोषला जातो आणि पांढरा प्रकाश मिळविण्यासाठी निळ्या प्रकाशाचा दुसरा भाग फॉस्फरच्या पिवळ्या प्रकाशात मिसळला जातो.

InGaN/YAG पांढऱ्या एलईडीसाठी, YAG फॉस्फरची रासायनिक रचना बदलून आणि फॉस्फर लेयरची जाडी समायोजित करून, 3500-10000K रंगाचे तापमान असलेले विविध पांढरे दिवे मिळू शकतात. निळ्या एलईडीद्वारे पांढरा प्रकाश मिळविण्याच्या या पद्धतीमध्ये साधी रचना, कमी किमतीचे आणि उच्च तंत्रज्ञानाची परिपक्वता असे फायदे आहेत, म्हणून ती मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.