प्रकाश-उत्सर्जक डायोड एक विशेष डायोड आहे. सामान्य डायोड्सप्रमाणे, प्रकाश-उत्सर्जक डायोड अर्धसंवाहक चिप्सचे बनलेले असतात. हे अर्धसंवाहक साहित्य p आणि n संरचना तयार करण्यासाठी पूर्व-रोपण किंवा डोप केलेले असतात.
इतर डायोड्सप्रमाणे, प्रकाश-उत्सर्जक डायोडमधील विद्युत् प्रवाह p ध्रुवापासून (एनोड) n ध्रुवावर (कॅथोड) सहज वाहू शकतो, परंतु विरुद्ध दिशेने नाही. दोन भिन्न वाहक: छिद्र आणि इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रोडपासून p आणि n संरचनांमध्ये भिन्न इलेक्ट्रोड व्होल्टेज अंतर्गत प्रवाहित होतात. जेव्हा छिद्र आणि इलेक्ट्रॉन एकमेकांशी एकत्र येतात आणि पुन्हा एकत्र होतात, तेव्हा इलेक्ट्रॉन कमी उर्जेच्या पातळीवर पडतात आणि फोटॉनच्या स्वरूपात ऊर्जा सोडतात (फोटॉन्स ज्याला आपण सहसा प्रकाश म्हणतो).
तो उत्सर्जित होणाऱ्या प्रकाशाची तरंगलांबी (रंग) p आणि n संरचना बनवणाऱ्या अर्धसंवाहक पदार्थांच्या बँडगॅप उर्जेद्वारे निर्धारित केली जाते.
सिलिकॉन आणि जर्मेनियम हे अप्रत्यक्ष बँडगॅप साहित्य असल्याने, खोलीच्या तपमानावर, या पदार्थांमधील इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रांचे पुनर्संयोजन हे विकिरणविरहित संक्रमण आहे. अशी संक्रमणे फोटॉन सोडत नाहीत, परंतु उर्जेचे उष्णता उर्जेमध्ये रूपांतर करतात. म्हणून, सिलिकॉन आणि जर्मेनियम डायोड प्रकाश उत्सर्जित करू शकत नाहीत (ते अगदी कमी विशिष्ट तापमानात प्रकाश उत्सर्जित करतील, जे एका विशिष्ट कोनात शोधले जाणे आवश्यक आहे आणि प्रकाशाची चमक स्पष्ट नाही).
प्रकाश-उत्सर्जक डायोड्समध्ये वापरलेली सामग्री सर्व थेट बँडगॅप सामग्री आहेत, त्यामुळे ऊर्जा फोटॉनच्या स्वरूपात सोडली जाते. या निषिद्ध बँड ऊर्जा जवळ-अवरक्त, दृश्यमान किंवा जवळ-अतिनील बँडमधील प्रकाश उर्जेशी संबंधित आहेत.
हे मॉडेल एलईडीचे अनुकरण करते जे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमच्या इन्फ्रारेड भागामध्ये प्रकाश उत्सर्जित करते.
विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, गॅलियम आर्सेनाइड (GaAs) वापरून प्रकाश-उत्सर्जक डायोड केवळ इन्फ्रारेड किंवा लाल प्रकाश उत्सर्जित करू शकतात. साहित्य विज्ञानाच्या प्रगतीमुळे, नवीन विकसित प्रकाश-उत्सर्जक डायोड उच्च आणि उच्च फ्रिक्वेन्सीसह प्रकाश लहरी उत्सर्जित करू शकतात. आज, विविध रंगांचे प्रकाश-उत्सर्जक डायोड बनवता येतात.
डायोड सामान्यतः एन-टाइप सब्सट्रेटवर तयार केले जातात, त्याच्या पृष्ठभागावर पी-टाइप सेमीकंडक्टरचा थर जमा केला जातो आणि इलेक्ट्रोडसह एकत्र जोडला जातो. पी-टाइप सब्सट्रेट्स कमी सामान्य आहेत, परंतु ते देखील वापरले जातात. बरेच व्यावसायिक प्रकाश-उत्सर्जक डायोड, विशेषत: GaN/InGaN, देखील नीलम सब्सट्रेट्स वापरतात.
LEDs बनवण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या बऱ्याच सामग्रीमध्ये खूप उच्च अपवर्तक निर्देशांक असतात. याचा अर्थ असा की बहुतेक प्रकाश लहरी हवेच्या इंटरफेसमध्ये परत सामग्रीमध्ये परावर्तित होतात. म्हणूनच, LEDs साठी प्रकाश लहरी काढणे हा एक महत्त्वाचा विषय आहे आणि या विषयावर बरेच संशोधन आणि विकास केंद्रित आहे.
LEDs (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) आणि सामान्य डायोडमधील मुख्य फरक म्हणजे त्यांची सामग्री आणि रचना, ज्यामुळे विद्युत उर्जेचे प्रकाश उर्जेमध्ये रूपांतर करण्याच्या कार्यक्षमतेमध्ये महत्त्वपूर्ण फरक दिसून येतो. LEDs प्रकाश का उत्सर्जित करू शकतात आणि सामान्य डायोड का करू शकत नाहीत हे स्पष्ट करण्यासाठी येथे काही महत्त्वाचे मुद्दे आहेत:
विविध साहित्य:LEDs III-V सेमीकंडक्टर सामग्री वापरतात जसे की गॅलियम आर्सेनाइड (GaAs), गॅलियम फॉस्फाइड (GaP), गॅलियम नायट्राइड (GaN), इ. या सामग्रीमध्ये थेट बँडगॅप असते, ज्यामुळे इलेक्ट्रॉन थेट उडी मारतात आणि फोटॉन (प्रकाश) सोडतात. सामान्य डायोड सहसा सिलिकॉन किंवा जर्मेनियम वापरतात, ज्यात अप्रत्यक्ष बँडगॅप असतो आणि इलेक्ट्रॉन उडी मुख्यतः प्रकाशाच्या ऐवजी उष्णता ऊर्जा सोडण्याच्या स्वरूपात होते.
भिन्न रचना:LEDs ची रचना प्रकाश निर्मिती आणि उत्सर्जन अनुकूल करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहे. Pn जंक्शनवर LEDs सहसा फोटॉन्सच्या निर्मिती आणि प्रकाशनाला प्रोत्साहन देण्यासाठी विशिष्ट डोपंट्स आणि लेयर स्ट्रक्चर्स जोडतात. सामान्य डायोड विद्युत् प्रवाहाच्या सुधारण कार्यास अनुकूल करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत आणि प्रकाशाच्या निर्मितीवर लक्ष केंद्रित करत नाहीत.
ऊर्जा बँडगॅप:LED च्या मटेरियलमध्ये मोठी बँडगॅप एनर्जी असते, याचा अर्थ संक्रमणादरम्यान इलेक्ट्रॉन्सद्वारे सोडलेली ऊर्जा प्रकाशाच्या स्वरूपात दिसण्यासाठी पुरेशी जास्त असते. सामान्य डायोड्सची मटेरियल बँडगॅप एनर्जी लहान असते आणि जेव्हा ते संक्रमण करतात तेव्हा इलेक्ट्रॉन प्रामुख्याने उष्णतेच्या स्वरूपात सोडले जातात.
ल्युमिनेसेन्स यंत्रणा:जेव्हा LED चे pn जंक्शन फॉरवर्ड बायस अंतर्गत असते, तेव्हा इलेक्ट्रॉन n क्षेत्रातून p प्रदेशात जातात, छिद्रांसह पुन्हा एकत्र होतात आणि प्रकाश निर्माण करण्यासाठी फोटॉनच्या स्वरूपात ऊर्जा सोडतात. सामान्य डायोड्समध्ये, इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रांचे पुनर्संयोजन मुख्यतः नॉन-रेडिएटिव्ह रीकॉम्बिनेशनच्या स्वरूपात असते, म्हणजेच ऊर्जा उष्णतेच्या स्वरूपात सोडली जाते.
हे फरक LEDs ला काम करताना प्रकाश सोडू देतात, तर सामान्य डायोड करू शकत नाहीत.
हा लेख इंटरनेटवरून आला आहे आणि कॉपीराइट मूळ लेखकाचा आहे
पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-०१-२०२४