LED വിളക്കിൻ്റെ ഉൽപ്പന്ന തത്വം

എൽഇഡി (ലൈറ്റ് എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡ്), ഒരു ലൈറ്റ് എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡ്, വൈദ്യുതോർജ്ജത്തെ ദൃശ്യപ്രകാശമാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയുന്ന ഒരു സോളിഡ് സ്റ്റേറ്റ് അർദ്ധചാലക ഉപകരണമാണ്. വൈദ്യുതിയെ നേരിട്ട് പ്രകാശമാക്കി മാറ്റാൻ ഇതിന് കഴിയും. LED യുടെ ഹൃദയം ഒരു അർദ്ധചാലക ചിപ്പ് ആണ്. ചിപ്പിൻ്റെ ഒരറ്റം ഒരു ബ്രാക്കറ്റിൽ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, ഒരറ്റം ഒരു നെഗറ്റീവ് പോൾ ആണ്, മറ്റേ അറ്റം പവർ സപ്ലൈയുടെ പോസിറ്റീവ് ധ്രുവവുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അങ്ങനെ മുഴുവൻ ചിപ്പും എപ്പോക്സി റെസിൻ കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞിരിക്കുന്നു.

അർദ്ധചാലക ചിപ്പ് രണ്ട് ഭാഗങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഒരു ഭാഗം പി-ടൈപ്പ് അർദ്ധചാലകമാണ്, അതിൽ ദ്വാരങ്ങൾ പ്രബലമാണ്, മറ്റേ അറ്റം ഇലക്ട്രോണുകൾ പ്രബലമായ എൻ-ടൈപ്പ് അർദ്ധചാലകമാണ്. എന്നാൽ ഈ രണ്ട് അർദ്ധചാലകങ്ങൾ ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, അവയ്ക്കിടയിൽ ഒരു പിഎൻ ജംഗ്ഷൻ രൂപം കൊള്ളുന്നു. വയർ വഴി ചിപ്പിൽ കറൻ്റ് പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, ഇലക്ട്രോണുകൾ പി ഏരിയയിലേക്ക് തള്ളപ്പെടും, അവിടെ ഇലക്ട്രോണുകൾ ദ്വാരങ്ങളുമായി വീണ്ടും സംയോജിപ്പിക്കും, തുടർന്ന് ഫോട്ടോണുകളുടെ രൂപത്തിൽ ഊർജ്ജം പുറപ്പെടുവിക്കും. ഇതാണ് എൽഇഡി ലൈറ്റ് എമിഷൻ്റെ തത്വം. പ്രകാശത്തിൻ്റെ തരംഗദൈർഘ്യം, അതായത്, പ്രകാശത്തിൻ്റെ നിറം, പിഎൻ ജംഗ്ഷൻ രൂപപ്പെടുത്തുന്ന മെറ്റീരിയലാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.

ചുവപ്പ്, മഞ്ഞ, നീല, പച്ച, പച്ച, ഓറഞ്ച്, ധൂമ്രനൂൽ, വെള്ള വെളിച്ചം നേരിട്ട് പുറപ്പെടുവിക്കാൻ LED- ന് കഴിയും.

ആദ്യം, ഉപകരണങ്ങളുടെയും മീറ്ററുകളുടെയും ഇൻഡിക്കേറ്റർ പ്രകാശ സ്രോതസ്സായി LED ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. പിന്നീട്, ട്രാഫിക് ലൈറ്റുകളിലും വലിയ ഏരിയ ഡിസ്പ്ലേകളിലും വിവിധ ഇളം നിറങ്ങളിലുള്ള എൽഇഡികൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചു, ഇത് നല്ല സാമ്പത്തികവും സാമൂഹികവുമായ നേട്ടങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കി. 12 ഇഞ്ച് ചുവന്ന ട്രാഫിക് സിഗ്നൽ ലാമ്പ് ഉദാഹരണമായി എടുക്കുക. യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിൽ, ദീർഘായുസ്സും കുറഞ്ഞ പ്രകാശക്ഷമതയും ഉള്ള 140 വാട്ട് ഇൻകാൻഡസെൻ്റ് ലാമ്പ് യഥാർത്ഥത്തിൽ പ്രകാശ സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു, ഇത് 2000 ല്യൂമെൻ വെളുത്ത വെളിച്ചം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ചുവന്ന ഫിൽട്ടറിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ, പ്രകാശനഷ്ടം 90% ആണ്, ചുവന്ന വെളിച്ചത്തിൻ്റെ 200 ല്യൂമെൻ മാത്രം അവശേഷിക്കുന്നു. പുതുതായി രൂപകൽപന ചെയ്ത വിളക്കിൽ, സർക്യൂട്ട് നഷ്ടം ഉൾപ്പെടെ 18 ചുവന്ന എൽഇഡി ലൈറ്റ് സ്രോതസ്സുകൾ ലുമിലെഡ്സ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. മൊത്തം വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം 14 വാട്ട്സ് ആണ്, അത് ഒരേ പ്രകാശമാനമായ പ്രഭാവം ഉണ്ടാക്കും. എൽഇഡി ലൈറ്റ് സോഴ്സ് ആപ്ലിക്കേഷൻ്റെ ഒരു പ്രധാന മേഖല കൂടിയാണ് ഓട്ടോമൊബൈൽ സിഗ്നൽ ലാമ്പ്.

പൊതുവായ ലൈറ്റിംഗിനായി, ആളുകൾക്ക് കൂടുതൽ വെളുത്ത പ്രകാശ സ്രോതസ്സുകൾ ആവശ്യമാണ്. 1998-ൽ വൈറ്റ് എൽഇഡി വിജയകരമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. GaN ചിപ്പും ytrium അലുമിനിയം ഗാർനെറ്റും (YAG) ഒരുമിച്ചാണ് ഈ LED നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. GaN ചിപ്പ് നീല വെളിച്ചം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു（ λ P=465nm, Wd=30nm), ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ Ce3+sintered അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന YAG ഫോസ്ഫർ, 550n LED വിളക്ക് m എന്ന പീക്ക് മൂല്യമുള്ള ഈ നീല വെളിച്ചത്താൽ ഉത്തേജിതമായ ശേഷം മഞ്ഞ വെളിച്ചം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. ബൗൾ ആകൃതിയിലുള്ള പ്രതിഫലന അറയിൽ നീല എൽഇഡി സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്തിട്ടുണ്ട്, ഇത് YAG കലർത്തിയ റെസിൻ കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞതാണ്, ഏകദേശം 200-500nm. എൽഇഡി സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ നിന്നുള്ള നീല വെളിച്ചം ഭാഗികമായി ഫോസ്‌ഫർ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ നീല വെളിച്ചത്തിൻ്റെ മറ്റൊരു ഭാഗം ഫോസ്ഫറിൽ നിന്നുള്ള മഞ്ഞ വെളിച്ചവുമായി കലർത്തി വെളുത്ത വെളിച്ചം നേടുന്നു.

InGaN/YAG വൈറ്റ് എൽഇഡിക്ക്, YAG ഫോസ്ഫറിൻ്റെ രാസഘടന മാറ്റുന്നതിലൂടെയും ഫോസ്ഫർ പാളിയുടെ കനം ക്രമീകരിക്കുന്നതിലൂടെയും, 3500-10000K വർണ്ണ താപനിലയുള്ള വിവിധ വെളുത്ത ലൈറ്റുകൾ ലഭിക്കും. നീല എൽഇഡി വഴി വെളുത്ത വെളിച്ചം നേടുന്നതിനുള്ള ഈ രീതിക്ക് ലളിതമായ ഘടനയും കുറഞ്ഞ വിലയും ഉയർന്ന സാങ്കേതിക പക്വതയും ഉണ്ട്, അതിനാൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.