एलईडी दिव्याचे उत्पादन तत्व

एलईडी (प्रकाश उत्सर्जक डायोड), एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड, एक घन अवस्थेतील अर्धवाहक उपकरण आहे जे विद्युत उर्जेचे दृश्यमान प्रकाशात रूपांतर करू शकते. ते थेट वीज प्रकाशात रूपांतर करू शकते. एलईडीचे हृदय एक अर्धवाहक चिप आहे. चिपचे एक टोक ब्रॅकेटला जोडलेले असते, एक टोक ऋण ध्रुव असते आणि दुसरे टोक वीज पुरवठ्याच्या सकारात्मक ध्रुवाला जोडलेले असते, जेणेकरून संपूर्ण चिप इपॉक्सी रेझिनने व्यापलेली असते.

सेमीकंडक्टर चिप दोन भागांनी बनलेली असते. एक भाग पी-टाइप सेमीकंडक्टर असतो, ज्यामध्ये छिद्रे प्रबळ असतात आणि दुसरा टोक एन-टाइप सेमीकंडक्टर असतो, ज्यामध्ये इलेक्ट्रॉन प्रबळ असतात. परंतु जेव्हा हे दोन सेमीकंडक्टर जोडले जातात तेव्हा त्यांच्यामध्ये एक पीएन जंक्शन तयार होते. जेव्हा वायरमधून चिपवर विद्युत प्रवाह कार्य करतो तेव्हा इलेक्ट्रॉन पी क्षेत्रात ढकलले जातील, जिथे इलेक्ट्रॉन छिद्रांसह पुन्हा एकत्र येतील आणि नंतर फोटॉनच्या स्वरूपात ऊर्जा उत्सर्जित करतील. हे एलईडी प्रकाश उत्सर्जनाचे तत्व आहे. प्रकाशाची तरंगलांबी, म्हणजेच प्रकाशाचा रंग, पीएन जंक्शन बनवणाऱ्या पदार्थाद्वारे निश्चित केला जातो.

एलईडी थेट लाल, पिवळा, निळा, हिरवा, हिरवा, नारंगी, जांभळा आणि पांढरा प्रकाश उत्सर्जित करू शकतो.

सुरुवातीला, उपकरणे आणि मीटरच्या सूचक प्रकाश स्रोत म्हणून एलईडीचा वापर केला जात असे. नंतर, विविध हलक्या रंगाचे एलईडी ट्रॅफिक लाइट्स आणि मोठ्या क्षेत्राच्या डिस्प्लेमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाऊ लागले, ज्यामुळे चांगले आर्थिक आणि सामाजिक फायदे झाले. १२ इंचाच्या लाल ट्रॅफिक सिग्नल दिव्याचे उदाहरण घ्या. युनायटेड स्टेट्समध्ये, दीर्घ आयुष्य आणि कमी प्रकाशमान कार्यक्षमतेसह १४० वॅटचा इनॅन्डेसेंट दिवा मूळतः प्रकाश स्रोत म्हणून वापरला जात होता, ज्यामुळे २००० लुमेन पांढरा प्रकाश तयार झाला. लाल फिल्टरमधून गेल्यानंतर, प्रकाश कमी होणे ९०% आहे, ज्यामुळे फक्त २०० लुमेन लाल प्रकाश शिल्लक राहतो. नवीन डिझाइन केलेल्या दिव्यामध्ये, लुमिलेड्स सर्किट लॉससह १८ लाल एलईडी प्रकाश स्रोत वापरतात. एकूण वीज वापर १४ वॅट आहे, जो समान प्रकाशमान प्रभाव निर्माण करू शकतो. ऑटोमोबाईल सिग्नल दिवा देखील एलईडी प्रकाश स्रोत अनुप्रयोगाचे एक महत्त्वाचे क्षेत्र आहे.

सामान्य प्रकाशयोजनेसाठी लोकांना अधिक पांढऱ्या प्रकाश स्रोतांची आवश्यकता असते. १९९८ मध्ये, पांढरा एलईडी यशस्वीरित्या विकसित करण्यात आला. हा एलईडी GaN चिप आणि यट्रियम अॅल्युमिनियम गार्नेट (YAG) एकत्र पॅक करून बनवला जातो. GaN चिप निळा प्रकाश उत्सर्जित करते (λ P=४६५nm, Wd=३०nm), उच्च तापमानात सिंटर केलेले Ce3+ असलेले YAG फॉस्फर या निळ्या प्रकाशाने उत्तेजित झाल्यानंतर पिवळा प्रकाश उत्सर्जित करते, ज्याचे शिखर मूल्य ५५०n LED दिवा m असते. निळा एलईडी सब्सट्रेट बाउल आकाराच्या परावर्तन पोकळीत स्थापित केला जातो, जो YAG मध्ये मिसळलेल्या रेझिनच्या पातळ थराने झाकलेला असतो, सुमारे २००-५००nm. एलईडी सब्सट्रेटमधील निळा प्रकाश अंशतः फॉस्फरद्वारे शोषला जातो आणि निळ्या प्रकाशाचा दुसरा भाग पांढरा प्रकाश मिळविण्यासाठी फॉस्फरच्या पिवळ्या प्रकाशात मिसळला जातो.

InGaN/YAG पांढऱ्या LED साठी, YAG फॉस्फरची रासायनिक रचना बदलून आणि फॉस्फर थराची जाडी समायोजित करून, 3500-10000K रंग तापमानासह विविध पांढरे दिवे मिळवता येतात. निळ्या LED द्वारे पांढरा प्रकाश मिळविण्याच्या या पद्धतीमध्ये साधी रचना, कमी खर्च आणि उच्च तंत्रज्ञानाची परिपक्वता आहे, म्हणून ती मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.