जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, लाइट-एमिटिंग डायोड पारंपरिक प्रकाश स्रोतों के रूप में एक ही बुनियादी अवधारणा के साथ काम करते हैं - वे उनके माध्यम से बहने वाले विद्युत प्रवाह द्वारा प्रकाश उत्पन्न करते हैं। हालांकि, यह वह जगह है जहां समानताएं समाप्त होती हैं। पारंपरिक प्रकाश स्रोतों के विपरीत जो रोशनी का उत्पादन करने के लिए गर्मी या रासायनिक प्रतिक्रिया पर भरोसा करते हैं, एलईडी अपने प्रकाश स्रोत के लिए एक अर्धचालक पर भरोसा करते हैं। यह एक अद्वितीय तकनीक है जो महत्वपूर्ण तकनीकी लाभ और निरंतर प्रगति के लिए कहीं अधिक क्षमता प्रदान करती है।
यह समझाने के लिए कि एलईडी कैसे काम करते हैं, पहले यह समझना महत्वपूर्ण है कि अर्धचालक क्या है और यह कैसे काम करता है। अर्धचालक विद्युत प्रवाह का संचालन करने की अलग-अलग क्षमता वाले पदार्थ हैं। प्रकाश उत्सर्जक डायोड अस्तित्व में अर्धचालक के सबसे सरल प्रकारों में से कुछ हैं। अधिकांश अर्धचालकों में इलेक्ट्रॉनों को प्रवाहित करने की अनुमति देने के लिए उनमें अशुद्धियां जोड़ी जाती हैं, क्योंकि उनके स्वयं के शुद्ध अर्धचालक सामग्री एक खराब कंडक्टर है। जब एक अर्धचालक में अशुद्धियां जोड़ी जाती हैं, तो इसे डोपिंग के रूप में जाना जाता है।
आम तौर पर, ये अर्धचालक एल्यूमीनियम-गैलियम-आर्सेनाइड (AlGaAs) से बने होते हैं। जब इस सामग्री को डोप किया जाता है, तो यह या तो मुक्त इलेक्ट्रॉनों को जोड़ सकता है या सामग्री में छेद बना सकता है जहां इलेक्ट्रॉन जा सकते हैं। जब एक अर्धचालक में अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, तो इसे एन-प्रकार की सामग्री के रूप में जाना जाता है क्योंकि इसमें अतिरिक्त नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कण होते हैं। जब अर्धचालक में अतिरिक्त छेद होते हैं, तो इसे पी-प्रकार की सामग्री के रूप में जाना जाता है क्योंकि इसमें प्रभावी रूप से अतिरिक्त सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कण होते हैं।
डायोड के मूल निर्माण में एन-टाइप और पी-टाइप सामग्री का एक खंड होता है जो प्रत्येक छोर पर इलेक्ट्रोड के साथ एक साथ बंधा होता है। इस व्यवस्था में, बिजली केवल एक ही दिशा में संचालित की जाती है। बिना किसी वोल्टेज के लागू होने के साथ, पी और एन प्रकार की सामग्रियों के बीच एक कमी क्षेत्र बनाया जाता है, अर्धचालक को इसकी मूल इन्सुलेट अवस्था में बहाल किया जाता है जहां कोई इलेक्ट्रॉन या बिजली प्रवाहित नहीं हो सकती है।
रिक्तीकरण क्षेत्र को हटाने के लिए, इलेक्ट्रॉनों को एन-प्रकार के क्षेत्र से पी-प्रकार के क्षेत्र में ले जाया जाना चाहिए, साथ ही साथ विपरीत दिशा में छेद भी किया जाना चाहिए। एक बार जब यह एक महत्वपूर्ण पर्याप्त वोल्टेज के माध्यम से होता है, तो कमी क्षेत्र को हटा दिया जाता है और चार्ज डायोड में चलता है। यह इलेक्ट्रॉनों और छेदों के बीच यह बातचीत है जो एक एलईडी में देखी गई रोशनी उत्पन्न करती है।
विशेष रूप से, एक एलईडी द्वारा उत्पन्न प्रकाश वास्तव में इन इलेक्ट्रॉनों के आंदोलन से फोटॉनों की रिहाई का एक परिणाम है एक परमाणु के एक कक्षीय से दूसरे में। ऑर्बिटल्स के बीच की दूरी जितनी अधिक होगी, इंटरैक्शन के दौरान इलेक्ट्रॉन द्वारा जारी ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी और उत्पादित प्रकाश की आवृत्ति उतनी ही अधिक होगी। इसके विपरीत, ऑर्बिटल्स के बीच की दूरी जितनी कम होगी, बातचीत के दौरान जारी ऊर्जा उतनी ही कम होगी और आवृत्ति उतनी ही कम होगी। कम आवृत्तियां अक्सर प्रकाश स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग में होती हैं जिसका अर्थ है कि यह मानव आंख के लिए अदृश्य है।
एक इलेक्ट्रॉन के कक्षीय परिवर्तन में यह परिवर्तनशीलता आज एलईडी प्रकाश व्यवस्था में उपलब्ध रंग तापमान विकल्पों की विस्तृत श्रृंखला के लिए जिम्मेदार है। निश्चित या प्रतिबंधित रंग तापमान के साथ पारंपरिक प्रकाश व्यवस्था की तुलना में, एलईडी बल्ब के हर प्रकार के लिए संभावनाओं की लगभग अंतहीन श्रृंखला प्रदान करते हैं। वास्तव में, कुछ एलईडी जुड़नार उपयोगकर्ता को विभिन्न रंग तापमानों के बीच आसानी से स्विच करने का विकल्प प्रदान करते हैं।
