एलईडी बत्ती को कार्य सिद्धान्त

2021-12-15

LED (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) एक ठोस राज्य अर्धचालक उपकरण हो जसले विद्युत ऊर्जालाई दृश्य प्रकाशमा रूपान्तरण गर्न सक्छ। यसले सिधै बिजुलीलाई प्रकाशमा रूपान्तरण गर्न सक्छ। LED को मुटु एक अर्धचालक वेफर हो। वेफरको एक छेउ कोष्ठकमा जोडिएको छ, एउटा छेउ ऋणात्मक इलेक्ट्रोड हो, र अर्को छेउ पावर सप्लाईको सकारात्मक इलेक्ट्रोडसँग जोडिएको छ, जसले गर्दा सम्पूर्ण वेफरलाई इपोक्सी रालद्वारा समेटिएको छ।

अर्धचालक चिप दुई भागहरु मिलेर बनेको छ। एउटा भाग एक p-प्रकार अर्धचालक हो, जसमा प्वालहरू हावी हुन्छन्, र अर्को छेउ एन-टाइप सेमीकन्डक्टर हो, मुख्यतया इलेक्ट्रोनहरू। तर जब दुई अर्धचालकहरू जोडिन्छन्, तिनीहरूको बीचमा p-n जंक्शन बनाइन्छ। जब करेन्टले तारको माध्यमबाट चिपमा काम गर्छ, इलेक्ट्रोनहरूलाई p क्षेत्रमा धकेलिन्छ, जहाँ इलेक्ट्रोनहरू र प्वालहरू कम्पाउन्ड हुन्छन्, र त्यसपछि फोटनको रूपमा ऊर्जा उत्सर्जन गर्छन्। 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, हरियो, सुन्तला, बैजनी र सेतो प्रकाश उत्सर्जन गर्न सक्छ।

सुरुमा, नेतृत्वलाई उपकरण र मिटरको सूचक प्रकाश स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्थ्यो। पछि, ट्राफिक लाइट र ठूला क्षेत्रका डिस्प्ले स्क्रिनहरूमा विभिन्न हल्का रङहरूको एलईडी व्यापक रूपमा प्रयोग गरियो, जसले राम्रो आर्थिक र सामाजिक फाइदाहरू प्रदान गर्यो। 12 इन्चको रातो ट्राफिक सिग्नल बत्तीलाई उदाहरणको रूपमा लिनुहोस्। संयुक्त राज्यमा, लामो सेवा जीवन र कम उज्यालो दक्षताको साथ 140 वाट इन्कन्डेन्सेन्ट बत्ती मूल रूपमा प्रकाश स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो, जसले सेतो प्रकाशको 2000 लुमेन उत्पादन गर्यो। रातो फिल्टर पार गरिसकेपछि, रातो बत्तीको 200 लुमेन मात्र छोडेर, प्रकाशको हानि 90% हुन्छ। नयाँ डिजाइन गरिएको बत्तीमा, Lumileds ले 18 वटा रातो LED प्रकाश स्रोतहरू अपनाउँछ, जसमा सर्किटको क्षति पनि समावेश छ, जसले समान प्रकाश प्रभाव उत्पादन गर्न कुल 14 वाट खपत गर्छ। अटोमोबाइल सिग्नल बत्ती पनि एलईडी प्रकाश स्रोत अनुप्रयोग को एक महत्वपूर्ण क्षेत्र हो।

सामान्य प्रकाशको लागि, मानिसहरूलाई सेतो प्रकाश स्रोत बढी चाहिन्छ। 1998 मा, सेतो एलईडी सफलतापूर्वक विकसित भएको थियो। LED Gan chip र yttrium aluminium garnet (YAG) सँगै मिलेर बनेको छ। ग्यान चिपले नीलो लाइट निकाल्छ λ P = 465nm, WD = 30nm), YAG फस्फोर सहितको Ce3 + उच्च-तापमान सिन्टेरिङद्वारा बनाइएको यो नीलो प्रकाशबाट उत्साहित भएपछि पहेंलो प्रकाश उत्सर्जन गर्दछ, 550n LED बत्ती m को शिखर मूल्यको साथ। निलो एलईडी सब्सट्रेट कचौरा आकारको प्रतिबिम्बित गुहामा स्थापना गरिएको छ र YAG सँग मिसाइएको रालको पातलो तहले ढाकिएको छ, लगभग 200-500 एनएम। LED सब्सट्रेट द्वारा उत्सर्जित नीलो प्रकाश को एक भाग फस्फर द्वारा अवशोषित छ, र नीलो प्रकाश को अर्को भाग सेतो प्रकाश प्राप्त गर्न को लागी फस्फर द्वारा उत्सर्जित पहेंलो प्रकाश संग मिश्रित छ।

InGaN / YAG सेतो LEDs को लागि, 3500-10000k को रंग तापमानको साथ सेतो प्रकाशका विभिन्न रंगहरू YAG फस्फरको रासायनिक संरचना परिवर्तन गरेर र फस्फर तहको मोटाई समायोजन गरेर प्राप्त गर्न सकिन्छ। नीलो एलईडी मार्फत सेतो प्रकाश प्राप्त गर्ने यस विधिमा साधारण संरचना, कम लागत र उच्च प्राविधिक परिपक्वताका फाइदाहरू छन्, त्यसैले यो सबैभन्दा बढी प्रयोग गरिन्छ।