એલઇડી લેમ્પનું ઉત્પાદન સિદ્ધાંત

LED (પ્રકાશ ઉત્સર્જન ડાયોડ), એક પ્રકાશ ઉત્સર્જક ડાયોડ, ઘન રાજ્ય સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ છે જે વિદ્યુત ઊર્જાને દૃશ્યમાન પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. તે વીજળીને સીધા પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. LED નું હાર્ટ સેમિકન્ડક્ટર ચિપ છે. ચિપનો એક છેડો કૌંસ સાથે જોડાયેલ છે, એક છેડો નકારાત્મક ધ્રુવ છે, અને બીજો છેડો પાવર સપ્લાયના સકારાત્મક ધ્રુવ સાથે જોડાયેલ છે, જેથી સમગ્ર ચિપ ઇપોક્સી રેઝિન દ્વારા સમાવિષ્ટ છે.

સેમિકન્ડક્ટર ચિપ બે ભાગોથી બનેલી છે. એક ભાગ પી-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર છે, જેમાં છિદ્રો પ્રબળ છે, અને બીજો છેડો એન-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર છે, જેમાં ઈલેક્ટ્રોન પ્રબળ છે. પરંતુ જ્યારે આ બે સેમિકન્ડક્ટર જોડાયેલા હોય છે, ત્યારે તેમની વચ્ચે PN જંકશન બને છે. જ્યારે વર્તમાન વાયર દ્વારા ચિપ પર કાર્ય કરે છે, ત્યારે ઈલેક્ટ્રોનને P એરિયામાં ધકેલવામાં આવશે, જ્યાં ઈલેક્ટ્રોન છિદ્રો સાથે ફરી જોડાશે, અને પછી ફોટોનના સ્વરૂપમાં ઊર્જા ઉત્સર્જન કરશે. આ LED પ્રકાશ ઉત્સર્જનનો સિદ્ધાંત છે. પ્રકાશની તરંગલંબાઇ, એટલે કે, પ્રકાશનો રંગ, તે સામગ્રી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જે PN જંકશન બનાવે છે.

LED સીધા જ લાલ, પીળો, વાદળી, લીલો, લીલો, નારંગી, જાંબલી અને સફેદ પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરી શકે છે.

શરૂઆતમાં, LED નો ઉપયોગ સાધનો અને મીટરના સૂચક પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે થતો હતો. પાછળથી, ટ્રાફિક લાઇટ અને મોટા વિસ્તારના ડિસ્પ્લેમાં વિવિધ હળવા રંગના એલઇડીનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો, જેનાથી સારા આર્થિક અને સામાજિક લાભો થયા. ઉદાહરણ તરીકે 12 ઇંચનો લાલ ટ્રાફિક સિગ્નલ લેમ્પ લો. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, લાંબુ આયુષ્ય અને ઓછી તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા સાથે 140 વોટનો અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવો મૂળરૂપે પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતો હતો, જેણે સફેદ પ્રકાશના 2000 લ્યુમેન ઉત્પન્ન કર્યા હતા. લાલ ફિલ્ટરમાંથી પસાર થયા પછી, પ્રકાશની ખોટ 90% છે, લાલ પ્રકાશના માત્ર 200 લ્યુમેન બાકી છે. નવી ડિઝાઇન કરાયેલ લેમ્પમાં, લ્યુમિલેડ્સ સર્કિટ લોસ સહિત 18 લાલ એલઇડી લાઇટ સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ કરે છે. કુલ પાવર વપરાશ 14 વોટ છે, જે સમાન તેજસ્વી અસર પેદા કરી શકે છે. ઓટોમોબાઈલ સિગ્નલ લેમ્પ પણ એલઈડી લાઇટ સોર્સ એપ્લિકેશનનું એક મહત્વપૂર્ણ ક્ષેત્ર છે.

સામાન્ય લાઇટિંગ માટે, લોકોને વધુ સફેદ પ્રકાશ સ્રોતોની જરૂર છે. 1998 માં, સફેદ એલઇડી સફળતાપૂર્વક વિકસાવવામાં આવી હતી. આ એલઇડી GaN ચિપ અને યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ (YAG) ને એકસાથે પેકેજ કરીને બનાવવામાં આવે છે. GaN ચિપ વાદળી પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરે છે（λ P=465nm, Wd=30nm), ઉચ્ચ તાપમાને Ce3+ સિન્ટર ધરાવતું YAG ફોસ્ફર આ વાદળી પ્રકાશથી ઉત્સાહિત થયા પછી પીળો પ્રકાશ ફેંકે છે, જેની ટોચની કિંમત 550n LED લેમ્પ m છે. વાદળી LED સબસ્ટ્રેટ વાટકી આકારની પ્રતિબિંબ પોલાણમાં સ્થાપિત થયેલ છે, જે YAG સાથે મિશ્રિત રેઝિનના પાતળા સ્તરથી આવરી લેવામાં આવે છે, લગભગ 200-500nm. LED સબસ્ટ્રેટમાંથી વાદળી પ્રકાશ આંશિક રીતે ફોસ્ફર દ્વારા શોષાય છે, અને વાદળી પ્રકાશનો બીજો ભાગ સફેદ પ્રકાશ મેળવવા માટે ફોસ્ફરના પીળા પ્રકાશ સાથે મિશ્રિત થાય છે.

InGaN/YAG સફેદ LED માટે, YAG ફોસ્ફરની રાસાયણિક રચનામાં ફેરફાર કરીને અને ફોસ્ફર સ્તરની જાડાઈને સમાયોજિત કરીને, 3500-10000K ના રંગ તાપમાન સાથે વિવિધ સફેદ લાઇટ મેળવી શકાય છે. વાદળી LED દ્વારા સફેદ પ્રકાશ મેળવવાની આ પદ્ધતિમાં સરળ માળખું, ઓછી કિંમત અને ઉચ્ચ તકનીકી પરિપક્વતા છે, તેથી તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.