एलईडीचे तेजस्वी तत्त्व

सर्वरिचार्जेबल वर्क लाईट, पोर्टेबल कॅम्पिंग लाइटआणिमल्टीफंक्शनल हेडलॅम्पएलईडी बल्ब प्रकार वापरा. डायोड लीडचे तत्त्व समजून घेण्यासाठी, प्रथम सेमीकंडक्टरचे मूलभूत ज्ञान समजून घेणे आवश्यक आहे. सेमीकंडक्टर सामग्रीचे प्रवाहकीय गुणधर्म कंडक्टर आणि इन्सुलेटरमध्ये असतात. त्याची विशिष्ट वैशिष्ट्ये आहेत: जेव्हा अर्धसंवाहक बाह्य प्रकाश आणि उष्णतेच्या परिस्थितीमुळे उत्तेजित होते, तेव्हा त्याची प्रवाहकीय क्षमता लक्षणीय बदलते; शुद्ध सेमीकंडक्टरमध्ये कमी प्रमाणात अशुद्धता जोडल्याने त्याची वीज चालवण्याची क्षमता लक्षणीय वाढते. सिलिकॉन (Si) आणि जर्मेनियम (Ge) हे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये सर्वाधिक वापरले जाणारे अर्धसंवाहक आहेत आणि त्यांचे बाह्य इलेक्ट्रॉन चार आहेत. जेव्हा सिलिकॉन किंवा जर्मेनियम अणू क्रिस्टल बनवतात, तेव्हा शेजारचे अणू एकमेकांशी संवाद साधतात, ज्यामुळे बाह्य इलेक्ट्रॉन दोन अणूंद्वारे सामायिक होतात, ज्यामुळे क्रिस्टलमध्ये सहसंयोजक बंध रचना तयार होते, जी थोडी कमी क्षमता असलेली आण्विक रचना आहे. खोलीच्या तपमानावर (300K), थर्मल उत्तेजनामुळे काही बाह्य इलेक्ट्रॉन्सना सहसंयोजक बंधापासून दूर जाण्यासाठी आणि मुक्त इलेक्ट्रॉन बनण्यासाठी पुरेशी ऊर्जा मिळेल, या प्रक्रियेला आंतरिक उत्तेजना म्हणतात. इलेक्ट्रॉन मुक्त इलेक्ट्रॉन बनण्यासाठी अनबाउंड झाल्यानंतर, सहसंयोजक बंधामध्ये एक रिक्त जागा सोडली जाते. या रिक्त जागेला छिद्र म्हणतात. भोक दिसणे हे एक महत्त्वाचे वैशिष्ट्य आहे जे सेमीकंडक्टरला कंडक्टरपासून वेगळे करते.

जेव्हा फॉस्फरससारख्या थोड्या प्रमाणात पेंटाव्हॅलेंट अशुद्धता आंतरिक सेमीकंडक्टरमध्ये जोडली जाते, तेव्हा इतर अर्धसंवाहक अणूंसह सहसंयोजक बंध तयार केल्यानंतर त्यात अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन असेल. या अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनला बंधापासून मुक्त होण्यासाठी आणि मुक्त इलेक्ट्रॉन बनण्यासाठी फक्त खूप कमी उर्जेची आवश्यकता असते. अशा प्रकारच्या अशुद्धता सेमीकंडक्टरला इलेक्ट्रॉनिक सेमीकंडक्टर (एन-टाइप सेमीकंडक्टर) म्हणतात. तथापि, अंतर्गत अर्धसंवाहकांमध्ये थोड्या प्रमाणात त्रिसंयोजक मूलभूत अशुद्धता (जसे की बोरॉन इ.) जोडल्यास, कारण त्याच्या बाह्य स्तरामध्ये फक्त तीन इलेक्ट्रॉन आहेत, आसपासच्या अर्धसंवाहक अणूंशी सहसंयोजक बंध तयार केल्यानंतर, ते रिक्त स्थान निर्माण करेल. क्रिस्टल मध्ये. अशा प्रकारच्या अशुद्धता सेमीकंडक्टरला होल सेमीकंडक्टर (पी-टाइप सेमीकंडक्टर) म्हणतात. जेव्हा एन-टाइप आणि पी-टाइप सेमीकंडक्टर एकत्र केले जातात तेव्हा त्यांच्या जंक्शनवर मुक्त इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रांच्या एकाग्रतेमध्ये फरक असतो. दोन्ही इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रे कमी एकाग्रतेकडे विखुरलेले असतात, चार्ज केलेले पण अचल आयन मागे सोडतात जे N-प्रकार आणि P-प्रकार क्षेत्रांची मूळ विद्युत तटस्थता नष्ट करतात. या अचल चार्ज केलेल्या कणांना अनेकदा स्पेस चार्जेस म्हणतात आणि ते N आणि P क्षेत्रांच्या इंटरफेसजवळ केंद्रित होऊन स्पेस चार्जचा एक अतिशय पातळ प्रदेश तयार करतात, ज्याला PN जंक्शन म्हणून ओळखले जाते.

जेव्हा PN जंक्शनच्या दोन्ही टोकांना फॉरवर्ड बायस व्होल्टेज लागू केले जाते (P-प्रकारच्या एका बाजूला पॉझिटिव्ह व्होल्टेज), तेव्हा छिद्र आणि मुक्त इलेक्ट्रॉन एकमेकांभोवती फिरतात, ज्यामुळे अंतर्गत विद्युत क्षेत्र तयार होते. नवीन इंजेक्ट केलेले छिद्र नंतर मुक्त इलेक्ट्रॉनसह पुन्हा एकत्र होतात, काहीवेळा फोटॉनच्या रूपात अतिरिक्त ऊर्जा सोडतात, हा प्रकाश आपल्याला leds द्वारे उत्सर्जित होताना दिसतो. असा स्पेक्ट्रम तुलनेने अरुंद असतो, आणि प्रत्येक सामग्रीमध्ये भिन्न बँड अंतर असल्याने, उत्सर्जित फोटॉनची तरंगलांबी भिन्न असते, म्हणून leds चे रंग वापरलेल्या मूलभूत सामग्रीद्वारे निर्धारित केले जातात.