एलईडी लाइट के तथ्य

एलईडी लाइट के तथ्य

इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में, एलईडी एक अर्धचालक उपकरण को संदर्भित करता है जो विद्युत प्रवाह के साथ आपूर्ति किए जाने पर अवरक्त या दृश्य प्रकाश उत्सर्जित करता है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एलईडी डिस्प्ले का अनुप्रयोग 1968 में शुरू हुआ, वह वर्ष जब हेवलेट पैकर्ड (एचपी) ने दुनिया का पहला एलईडी डिस्प्ले पेश किया था।

दृश्यमान एलईडी लाइटें इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला में लगाई जाती हैं: वे संकेतक लैंप, कार ब्रेक लाइट के रूप में कार्य करती हैं, और अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले के लिए भी उपयोग की जाती हैं {{0}यहां तक ​​कि बिलबोर्ड और संकेतों पर रंगीन पोस्टर तक भी विस्तारित होती हैं। जहां तक ​​इन्फ्रारेड एलईडी की बात है, इनका उपयोग ऑटोफोकस कैमरों और टीवी रिमोट कंट्रोल में किया जाता है, और फाइबर ऑप्टिक दूरसंचार प्रणालियों में प्रकाश स्रोत के रूप में भी काम किया जाता है।

एक समय का सामान्य लेकिन अब अप्रचलित गरमागरम प्रकाश बल्ब गरमागरम के माध्यम से प्रकाश उत्पन्न करता था {{1}एक ऐसी घटना जहां एक विद्युत प्रवाह एक तार फिलामेंट को गर्म करता है, जिससे यह फोटॉन, प्रकाश की मौलिक ऊर्जा इकाइयों का उत्सर्जन करता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, ऊर्जा स्वतंत्रता और सुरक्षा अधिनियम के तहत 2007 में गरमागरम बल्बों को चरणबद्ध तरीके से बंद किया जाना शुरू हुआ। यूरोपीय संघ (ईयू) ने 2012 में उन पर पूर्ण प्रतिबंध लागू किया, और 2023 में, गरमागरम बल्बों के निर्माण और बिक्री पर बिडेन प्रशासन का प्रतिबंध प्रभावी हुआ।

इसके विपरीत, एल ई डी, इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंस के माध्यम से कार्य करते हैं: एक प्रक्रिया जहां किसी सामग्री का इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजना फोटॉन के उत्सर्जन को ट्रिगर करता है। एल ई डी में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सामग्री गैलियम आर्सेनाइड है, हालांकि इस मूल यौगिक के कई रूप हैं जैसे कि एल्यूमीनियम गैलियम आर्सेनाइड या एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड। ये यौगिक अर्धचालकों के "III-V" समूह से संबंधित हैं, जिसका अर्थ है कि वे आवर्त सारणी के कॉलम III और V में पाए जाने वाले तत्वों से बने हैं। अर्धचालक की सटीक संरचना को समायोजित करने से इसके द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (और इस प्रकार रंग) को संशोधित किया जा सकता है।एलईडी उत्सर्जन आम तौर परया तो प्रकाश स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग के भीतर आता है (अर्थात, 0.4 से 0.7 माइक्रोमीटर तक की तरंग दैर्ध्य) या निकट अवरक्त सीमा (0.78 और 2.5 माइक्रोमीटर के बीच तरंग दैर्ध्य के साथ)। एलईडी से प्राप्त प्रकाश की चमक दो कारकों पर निर्भर करती है: शक्ति

एलईडी उत्सर्जित होती है और उत्सर्जित तरंग दैर्ध्य के प्रति आंख की सापेक्ष संवेदनशीलता होती है। आंख की अधिकतम संवेदनशीलता 0.555 माइक्रोमीटर पर होती है, जो पीले-नारंगी और हरे क्षेत्र में एक तरंग दैर्ध्य है।अधिकांश एल.ई.डीअपेक्षाकृत कम लागू वोल्टेज, लगभग 2.0 वोल्ट पर काम करते हैं, जबकि करंट अनुप्रयोग के आधार पर कुछ मिलीमीटर से लेकर कई सौ मिलीमीटर तक भिन्न होता है। शब्द "डायोड" इस प्रकाश उत्सर्जित करने वाले उपकरण की दो{3}टर्मिनल संरचना को संदर्भित करता है। उदाहरण के लिए, एक टॉर्च में, एक तार का फिलामेंट दो टर्मिनलों के माध्यम से बैटरी से जुड़ता है: एक (एनोड) एक नकारात्मक विद्युत चार्ज ले जाता है और दूसरा (कैथोड) एक सकारात्मक चार्ज ले जाता है।एल ई डी मेंट्रांजिस्टर जैसे अन्य अर्धचालक उपकरणों की तरह ही, {{1}टर्मिनल वास्तव में विभिन्न संरचनाओं और इलेक्ट्रॉनिक गुणों के साथ दो अर्धचालक सामग्री हैं, जो एक जंक्शन बनाने के लिए एक साथ जुड़ते हैं। एक सामग्री (नकारात्मक, या n-प्रकार, अर्धचालक) में, आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं; दूसरे में (सकारात्मक, या p-प्रकार, अर्धचालक), आवेश वाहक इलेक्ट्रॉनों की अनुपस्थिति के कारण छोड़े गए "छेद"-अंतराल हैं। जब एक विद्युत क्षेत्र (बैटरी द्वारा प्रदान किया जाता है, उदाहरण के लिए, जब एलईडी चालू होता है) जंक्शन पर कार्य करता है, तो धारा p{7}}n जंक्शन पर प्रवाहित हो सकती है। यह प्रवाह इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजना पैदा करता है जिसके कारण सामग्री प्रकाश उत्सर्जित करती है।

एक मानक एलईडी संरचना में,पारदर्शी एपॉक्सी गुंबद तीन प्रमुख भूमिकाएँ निभाता है: यह लीड फ्रेम को एक साथ रखने के लिए एक संरचनात्मक घटक के रूप में कार्य करता है, प्रकाश पर ध्यान केंद्रित करने के लिए एक लेंस के रूप में कार्य करता है, और एलईडी चिप से अधिक प्रकाश को बाहर निकलने की अनुमति देने के लिए एक अपवर्तक सूचकांक मैचर के रूप में कार्य करता है। आमतौर पर 250 × 250 × 250 माइक्रोमीटर मापने वाली चिप-लीड फ्रेम में बने एक रिफ्लेक्टिंग कप के अंदर लगाई जाती है।

विशिष्ट सामग्री परतें निर्धारित करती हैंएलईडी का उत्सर्जनरंग: p-n-प्रकार GaP:N परतें (अतिरिक्त नाइट्रोजन के साथ गैलियम फॉस्फाइड) हरी रोशनी उत्पन्न करती हैं; p-n-प्रकार GaAsP:N परतें (अतिरिक्त नाइट्रोजन के साथ गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) नारंगी और पीली रोशनी उत्सर्जित करती हैं; और p-प्रकार GaP:Zn,O परतें (अतिरिक्त जस्ता और ऑक्सीजन के साथ गैलियम फॉस्फाइड) लाल रोशनी उत्पन्न करती हैं।

1990 के दशक में विकसित दो प्रमुख प्रगतियाँ,विस्तारित एलईडी क्षमताएं: एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड पर आधारित एलईडी, जो हरे से लाल रंग के स्पेक्ट्रम में कुशलता से प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, और नीले रंग के एलईडी सिलिकॉन कार्बाइड या गैलियम नाइट्राइड से बने होते हैं। नीले एलईडी को सफेद सहित सभी रंग बनाने के लिए अन्य एलईडी के साथ क्लस्टर किया जा सकता है, जिसमें पूर्ण रूप से रंग बदलने वाले डिस्प्ले को सक्षम किया जा सकता है।

कोई भी एलईडी कम दूरी के फाइबर ऑप्टिक ट्रांसमिशन सिस्टम के लिए प्रकाश स्रोत के रूप में कार्य कर सकता है, जिसका अर्थ है 100 मीटर (330 फीट) से कम दूरी तय करने वाले सिस्टम। हालाँकि, लंबी दूरी के फ़ाइबर ऑप्टिक्स के लिए, प्रकाश स्रोत के उत्सर्जन गुणों को ऑप्टिकल फ़ाइबर की संचरण विशेषताओं के साथ संरेखित होना चाहिए और इस मामले में, अवरक्तएलईडी दृश्यमान प्रकाश एलईडी की तुलना में बेहतर फिट हैं. ग्लास ऑप्टिकल फाइबर अवरक्त क्षेत्र में अपने सबसे कम संचरण नुकसान का अनुभव करते हैं, विशेष रूप से 1.3 और 1.55 माइक्रोमीटर की तरंग दैर्ध्य पर। इन गुणों से मेल खाने के लिए, एल ई डी को इंडियम फॉस्फाइड सब्सट्रेट पर स्तरित गैलियम इंडियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड का उपयोग करके निर्मित किया जाता है। इस सामग्री की सटीक संरचना को सुनिश्चित करने के लिए समायोजित किया जा सकता हैएलईडी सटीक रूप से ऊर्जा उत्सर्जित करती है1.3 या 1.55 माइक्रोमीटर पर।

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