एलईडी बत्ती को उत्पादन सिद्धान्त

LED (Light Emitting Diode), एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड, एक ठोस राज्य अर्धचालक यन्त्र हो जसले विद्युत उर्जालाई दृश्य प्रकाशमा रूपान्तरण गर्न सक्छ। यसले सिधै बिजुलीलाई प्रकाशमा रूपान्तरण गर्न सक्छ। LED को मुटु एक अर्धचालक चिप हो। चिपको एउटा छेउ कोष्ठकमा जोडिएको हुन्छ, एउटा छेउ ऋणात्मक पोल हो र अर्को छेउ पावर सप्लाईको पोजिटिभ पोलसँग जोडिएको हुन्छ, जसले गर्दा सम्पूर्ण चिपलाई इपोक्सी रालले घेरिएको हुन्छ।

अर्धचालक चिप दुई भागहरु मिलेर बनेको छ। एउटा भाग एक P-प्रकार अर्धचालक हो, जसमा प्वालहरू प्रभावशाली हुन्छन्, र अर्को छेउ N-प्रकार अर्धचालक हो, जसमा इलेक्ट्रोनहरू प्रमुख हुन्छन्। तर जब यी दुई अर्धचालकहरू जडान हुन्छन्, तिनीहरू बीच एक PN जंक्शन बनाइन्छ। जब करेन्टले तारको माध्यमबाट चिपमा काम गर्छ, इलेक्ट्रोनहरूलाई P क्षेत्रमा धकेलिन्छ, जहाँ इलेक्ट्रोनहरू प्वालहरूसँग पुन: संयोजित हुनेछन्, र त्यसपछि फोटनको रूपमा ऊर्जा उत्सर्जन गर्नेछन्। यो एलईडी प्रकाश उत्सर्जन को सिद्धान्त हो। प्रकाशको तरंगदैर्ध्य, अर्थात् प्रकाशको रंग, PN जंक्शन बनाउने सामग्रीद्वारा निर्धारण गरिन्छ।

एलईडीले प्रत्यक्ष रूपमा रातो, पहेंलो, नीलो, हरियो, हरियो, सुन्तला, बैजनी र सेतो प्रकाश उत्सर्जन गर्न सक्छ।

सुरुमा, LED लाई उपकरण र मिटरहरूको सूचक प्रकाश स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्थ्यो। पछि, विभिन्न हल्का रङका एलईडीहरू ट्राफिक लाइटहरू र ठूलो क्षेत्र प्रदर्शनहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरियो, राम्रो आर्थिक र सामाजिक लाभहरू उत्पादन गर्दै। 12 इन्चको रातो ट्राफिक सिग्नल बत्तीलाई उदाहरणको रूपमा लिनुहोस्। संयुक्त राज्यमा, लामो जीवन र कम चमकदार दक्षताको साथ 140 वाट इन्कन्डेन्सेन्ट बत्ती मूल रूपमा प्रकाश स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो, जसले सेतो प्रकाशको 2000 लुमेन उत्पादन गर्यो। रातो फिल्टर पार गरिसकेपछि, रातो बत्तीको 200 लुमेन मात्र छोडेर, प्रकाशको हानि 90% हुन्छ। नयाँ डिजाइन गरिएको बत्तीमा, Lumileds ले 18 रातो LED प्रकाश स्रोतहरू प्रयोग गर्दछ, जसमा सर्किटको क्षति पनि समावेश छ। कुल बिजुली खपत 14 वाट छ, जसले समान चमकदार प्रभाव उत्पादन गर्न सक्छ। अटोमोबाइल सिग्नल बत्ती पनि एलईडी प्रकाश स्रोत अनुप्रयोग को एक महत्वपूर्ण क्षेत्र हो।

सामान्य प्रकाशको लागि, मानिसहरूलाई सेतो प्रकाश स्रोतहरू चाहिन्छ। 1998 मा, सेतो एलईडी सफलतापूर्वक विकसित भएको थियो। यो LED GaN चिप र yttrium एल्युमिनियम गार्नेट (YAG) सँग प्याकेज गरेर बनाइएको हो। GaN चिपले नीलो प्रकाश उत्सर्जन गर्छ（λ P=465nm, Wd=30nm), उच्च तापक्रममा Ce3+ सिन्टर गरिएको YAG फस्फरले यो नीलो प्रकाशबाट उत्साहित भएपछि पहेंलो प्रकाश उत्सर्जन गर्छ, जसको शिखर मूल्य 550n LED बत्ती m छ। नीलो एलईडी सब्सट्रेट कचौरा आकारको प्रतिबिम्ब गुहामा स्थापना गरिएको छ, YAG सँग मिसाइएको रालको पातलो तहले ढाकिएको छ, लगभग 200-500nm। LED सब्सट्रेटबाट निलो प्रकाश आंशिक रूपमा फस्फरद्वारा अवशोषित हुन्छ, र नीलो प्रकाशको अर्को भाग सेतो प्रकाश प्राप्त गर्न फस्फरको पहेँलो प्रकाशसँग मिलाइन्छ।

InGaN/YAG सेतो LED को लागि, YAG फस्फरको रासायनिक संरचना परिवर्तन गरेर र फस्फर तहको मोटाई समायोजन गरेर, 3500-10000K को रंग तापमान भएका विभिन्न सेतो बत्तीहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ। नीलो एलईडी मार्फत सेतो प्रकाश प्राप्त गर्ने यो विधिमा सरल संरचना, कम लागत र उच्च प्रविधि परिपक्वता छ, त्यसैले यो व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।