एलईडीचे तेजस्वी तत्व

सर्वरिचार्ज करण्यायोग्य कामाचा प्रकाश, पोर्टेबल कॅम्पिंग लाइटआणिमल्टीफंक्शनल हेडलॅम्पएलईडी बल्ब प्रकार वापरा. डायोड एलईडीचे तत्व समजून घेण्यासाठी प्रथम अर्धसंवाहकांचे मूलभूत ज्ञान समजणे. सेमीकंडक्टर सामग्रीचे प्रवाहकीय गुणधर्म कंडक्टर आणि इन्सुलेटर दरम्यान आहेत. त्याची अद्वितीय वैशिष्ट्ये अशी आहेतः जेव्हा अर्धसंवाहक बाह्य प्रकाश आणि उष्णतेच्या परिस्थितीमुळे उत्तेजित होते, तेव्हा त्याची प्रवाहकीय क्षमता लक्षणीय बदलेल; शुद्ध सेमीकंडक्टरमध्ये कमी प्रमाणात अशुद्धी जोडल्यास वीज आयोजित करण्याची क्षमता लक्षणीय वाढवते. सिलिकॉन (एसआय) आणि जर्मेनियम (जीई) आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या सेमीकंडक्टर्स आहेत आणि त्यांचे बाह्य इलेक्ट्रॉन चार आहेत. जेव्हा सिलिकॉन किंवा जर्मेनियम अणू एक क्रिस्टल तयार करतात, तेव्हा शेजारचे अणू एकमेकांशी संवाद साधतात, जेणेकरून बाह्य इलेक्ट्रॉन दोन अणूंनी सामायिक होतात, जे क्रिस्टलमध्ये कोव्हलेंट बॉन्ड स्ट्रक्चर बनवते, जे थोडीशी मर्यादा क्षमता असलेली एक आण्विक रचना आहे. खोलीच्या तपमानावर (K०० के), थर्मल उत्तेजनामुळे काही बाह्य इलेक्ट्रॉनांना सहसंयोजक बाँडपासून दूर जाण्यासाठी आणि मुक्त इलेक्ट्रॉन बनण्यासाठी पुरेशी उर्जा मिळते, या प्रक्रियेस अंतर्ज्ञानी उत्तेजन म्हणतात. इलेक्ट्रॉन एक विनामूल्य इलेक्ट्रॉन होण्यासाठी अनबाउंड झाल्यानंतर, सहसंयोजक बॉन्डमध्ये रिक्त जागा सोडली जाते. या रिक्त स्थानास एक भोक म्हणतात. छिद्रांचे स्वरूप हे एक महत्त्वाचे वैशिष्ट्य आहे जे सेमीकंडक्टरला कंडक्टरपासून वेगळे करते.

जेव्हा फॉस्फरससारख्या पेंटाव्हॅलेंट अशुद्धतेची थोडीशी प्रमाणात अंतर्भागाच्या सेमीकंडक्टरमध्ये जोडली जाते, तेव्हा इतर सेमीकंडक्टर अणूंसह सहसंयोजक बंध तयार केल्यावर त्यात अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन असेल. या अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनला केवळ बॉन्डपासून मुक्त होण्यासाठी आणि विनामूल्य इलेक्ट्रॉन होण्यासाठी अगदी लहान उर्जेची आवश्यकता असते. या प्रकारच्या अशुद्धता सेमीकंडक्टरला इलेक्ट्रॉनिक सेमीकंडक्टर (एन-प्रकार सेमीकंडक्टर) म्हणतात. तथापि, आंतरिक सेमीकंडक्टरमध्ये क्षुल्लक मूलभूत अशुद्धी (जसे की बोरॉन इ.) ची थोडीशी प्रमाणात जोडणे, कारण आसपासच्या सेमीकंडक्टर अणूंसह कोव्हलेंट बॉन्ड तयार केल्यानंतर बाह्य थरात फक्त तीन इलेक्ट्रॉन आहेत, यामुळे क्रिस्टलमध्ये रिक्त जागा तयार होईल. या प्रकारच्या अशुद्धता सेमीकंडक्टरला होल सेमीकंडक्टर (पी-प्रकार सेमीकंडक्टर) म्हणतात. जेव्हा एन-प्रकार आणि पी-प्रकार सेमीकंडक्टर्स एकत्र केले जातात, तेव्हा त्यांच्या जंक्शनवर विनामूल्य इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रांच्या एकाग्रतेत फरक असतो. दोन्ही इलेक्ट्रॉन आणि छिद्र कमी एकाग्रतेकडे विखुरलेले आहेत, जे एन-प्रकार आणि पी-प्रकार क्षेत्रांची मूळ विद्युत तटस्थता नष्ट करणारे चार्ज केलेले परंतु स्थित आयन मागे ठेवतात. या इमोबिल चार्ज केलेल्या कणांना बर्‍याचदा स्पेस शुल्क म्हणतात आणि ते एन आणि पी प्रदेशांच्या इंटरफेसजवळ लक्ष केंद्रित केले जातात ज्यामुळे स्पेस चार्जचा एक पातळ प्रदेश तयार होतो, ज्याला पीएन जंक्शन म्हणून ओळखले जाते.

जेव्हा पीएन जंक्शनच्या दोन्ही टोकांवर फॉरवर्ड बायस व्होल्टेज लागू केला जातो (पी-प्रकाराच्या एका बाजूला पॉझिटिव्ह व्होल्टेज), छिद्र आणि विनामूल्य इलेक्ट्रॉन एकमेकांना फिरतात आणि अंतर्गत विद्युत क्षेत्र तयार करतात. नव्याने इंजेक्शन केलेल्या छिद्र नंतर विनामूल्य इलेक्ट्रॉनसह पुन्हा संयोजित करतात, कधीकधी फोटॉनच्या स्वरूपात जास्तीत जास्त उर्जा सोडतात, जे आपण एलईडीद्वारे उत्सर्जित केलेला प्रकाश आहे. असे स्पेक्ट्रम तुलनेने अरुंद आहे आणि प्रत्येक सामग्रीची वेगळी बँड अंतर असल्याने, उत्सर्जित झालेल्या फोटॉनच्या तरंगलांबी भिन्न आहेत, म्हणून एलईडीचे रंग वापरल्या जाणार्‍या मूलभूत सामग्रीद्वारे निर्धारित केले जातात.