एलईडी लैंप का उत्पाद सिद्धांत

एलईडी (लाइट एमिटिंग डायोड), एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड, एक ठोस अवस्था अर्धचालक उपकरण है जो विद्युत ऊर्जा को दृश्य प्रकाश में परिवर्तित कर सकता है। यह सीधे बिजली को प्रकाश में परिवर्तित कर सकता है। एलईडी का दिल एक अर्धचालक चिप है। चिप का एक छोर एक ब्रैकेट से जुड़ा होता है, एक छोर एक नकारात्मक ध्रुव होता है, और दूसरा छोर बिजली की आपूर्ति के सकारात्मक ध्रुव से जुड़ा होता है, ताकि पूरी चिप एपॉक्सी राल द्वारा संलग्न हो।

सेमीकंडक्टर चिप दो भागों से बनी होती है। एक भाग P-टाइप सेमीकंडक्टर होता है, जिसमें छेद प्रमुख होते हैं, और दूसरा छोर N-टाइप सेमीकंडक्टर होता है, जिसमें इलेक्ट्रॉन प्रमुख होते हैं। लेकिन जब ये दोनों सेमीकंडक्टर आपस में जुड़ जाते हैं, तो उनके बीच एक PN जंक्शन बन जाता है। जब तार के माध्यम से चिप पर करंट काम करता है, तो इलेक्ट्रॉन P क्षेत्र में धकेल दिए जाएंगे, जहां इलेक्ट्रॉन छिद्रों के साथ फिर से जुड़ जाएंगे, और फिर फोटॉन के रूप में ऊर्जा उत्सर्जित करेंगे। यह एलईडी प्रकाश उत्सर्जन का सिद्धांत है। प्रकाश की तरंग दैर्ध्य, यानी प्रकाश का रंग, उस सामग्री से निर्धारित होता है जो PN जंक्शन बनाती है।

एलईडी सीधे लाल, पीले, नीले, हरे, नारंगी, बैंगनी और सफेद प्रकाश उत्सर्जित कर सकते हैं।

सबसे पहले, एलईडी का उपयोग उपकरणों और मीटरों के संकेतक प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता था। बाद में, ट्रैफ़िक लाइट और बड़े क्षेत्र के डिस्प्ले में विभिन्न हल्के रंग के एलईडी का व्यापक रूप से उपयोग किया गया, जिससे अच्छे आर्थिक और सामाजिक लाभ हुए। उदाहरण के तौर पर 12 इंच के लाल ट्रैफ़िक सिग्नल लैंप को लें। संयुक्त राज्य अमेरिका में, लंबे जीवन और कम चमकदार दक्षता वाले 140 वाट के तापदीप्त लैंप को मूल रूप से प्रकाश स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया गया था, जो 2000 लुमेन की सफेद रोशनी का उत्पादन करता था। लाल फिल्टर से गुजरने के बाद, प्रकाश का नुकसान 90% होता है, जिससे केवल 200 लुमेन की लाल रोशनी बचती है। नए डिज़ाइन किए गए लैंप में, Lumileds सर्किट लॉस सहित 18 लाल एलईडी प्रकाश स्रोतों का उपयोग करता है। कुल बिजली की खपत 14 वाट है, जो समान चमकदार प्रभाव पैदा कर सकती है। ऑटोमोबाइल सिग्नल लैंप भी एलईडी प्रकाश स्रोत अनुप्रयोग का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है।

सामान्य प्रकाश व्यवस्था के लिए, लोगों को अधिक सफेद प्रकाश स्रोतों की आवश्यकता होती है। 1998 में, सफेद एलईडी को सफलतापूर्वक विकसित किया गया था। यह एलईडी GaN चिप और यट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (YAG) को एक साथ पैक करके बनाया गया है। GaN चिप नीली रोशनी (λ P = 465nm, Wd = 30nm) उत्सर्जित करती है, उच्च तापमान पर Ce3 + सिंटर किए गए YAG फॉस्फोर इस नीली रोशनी से उत्तेजित होने के बाद पीली रोशनी उत्सर्जित करते हैं, जिसका अधिकतम मूल्य 550n LED लैंप m है। नीले एलईडी सब्सट्रेट को कटोरे के आकार के परावर्तन गुहा में स्थापित किया जाता है, जो कि YAG के साथ मिश्रित राल की एक पतली परत के साथ कवर किया जाता है, लगभग 200-500nm। एलईडी सब्सट्रेट से नीली रोशनी को आंशिक रूप से फॉस्फोर द्वारा अवशोषित किया जाता है,

InGaN/YAG सफेद LED के लिए, YAG फॉस्फोर की रासायनिक संरचना को बदलकर और फॉस्फोर परत की मोटाई को समायोजित करके, 3500-10000K के रंग तापमान के साथ विभिन्न सफेद रोशनी प्राप्त की जा सकती है। नीली एलईडी के माध्यम से सफेद रोशनी प्राप्त करने की इस विधि में सरल संरचना, कम लागत और उच्च प्रौद्योगिकी परिपक्वता है, इसलिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।