ایل ای ڈی لیمپ کے آپریٹنگ اصول

ایل ای ڈی ایک ٹھوس سٹیٹ سیمی کنڈکٹر ڈیوائس ہے جو برقی توانائی کو مرئی روشنی میں تبدیل کر سکتی ہے۔ یہ بجلی کو براہ راست روشنی میں تبدیل کر سکتا ہے۔ ایل ای ڈی کا دل ایک سیمی کنڈکٹر چپ ہے۔ چپ کا ایک سرا بریکٹ سے منسلک ہوتا ہے، ایک سرا منفی قطب ہے، اور دوسرا سرا پاور سپلائی کے مثبت قطب سے جڑا ہوتا ہے، تاکہ پوری چپ epoxy رال سے لپٹی ہو۔

سیمی کنڈکٹر چپ دو حصوں پر مشتمل ہے۔ ایک حصہ پی قسم کا سیمی کنڈکٹر ہے، جس میں سوراخ غالب ہیں، اور دوسرا سرہ ایک این قسم کا سیمی کنڈکٹر ہے، جس میں الیکٹران غالب ہیں۔ لیکن جب یہ دونوں سیمی کنڈکٹرز آپس میں جڑے ہوتے ہیں تو ان کے درمیان ایک P-N جنکشن بنتا ہے۔ جب کرنٹ تار کے ذریعے چپ پر کام کرتا ہے، تو الیکٹرانوں کو P ایریا کی طرف دھکیل دیا جائے گا، جہاں الیکٹران سوراخوں کے ساتھ دوبارہ ملیں گے، اور پھر فوٹون کی شکل میں توانائی خارج کریں گے۔ یہ اصول ہے۔ایل ای ڈی لائٹاخراج روشنی کی طول موج، یعنی روشنی کا رنگ، اس مواد سے طے ہوتا ہے جو P-N جنکشن بناتا ہے۔

ایل ای ڈی براہ راست سرخ، پیلا، نیلا، سبز، سبز، نارنجی، جامنی اور سفید روشنی کا اخراج کر سکتا ہے۔

سب سے پہلے، ایل ای ڈی کو آلات اور میٹر کے اشارے روشنی کے ذریعہ کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا۔ بعد میں، مختلف ہلکے رنگوں کی ایل ای ڈیز کو ٹریفک لائٹس اور بڑے ایریا ڈسپلے میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا، جس سے اچھے معاشی اور سماجی فوائد حاصل ہوئے۔ مثال کے طور پر 12 انچ سرخ ٹریفک سگنل لیمپ کو لیں۔ ریاستہائے متحدہ میں، طویل زندگی اور کم چمکیلی کارکردگی کے ساتھ 140 واٹ کی تاپدیپت لیمپ اصل میں روشنی کے منبع کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا، جس نے سفید روشنی کے 2000 لیمین پیدا کیے تھے۔ سرخ فلٹر سے گزرنے کے بعد، روشنی کا نقصان 90% ہوتا ہے، جس سے سرخ روشنی کے صرف 200 lumens رہ جاتے ہیں۔ نئے ڈیزائن کردہ لیمپ میں، Lumileds 18 سرخ LED روشنی کے ذرائع استعمال کرتا ہے، بشمول سرکٹ نقصان۔ کل بجلی کی کھپت 14 واٹ ہے، جو ایک ہی برائٹ اثر پیدا کر سکتی ہے۔ آٹوموبائل سگنل لیمپ بھی ایل ای ڈی لائٹ سورس ایپلی کیشن کا ایک اہم شعبہ ہے۔

عام روشنی کے لیے، لوگوں کو زیادہ سفید روشنی کے ذرائع کی ضرورت ہوتی ہے۔ 1998 میں، سفید ایل ای ڈی کامیابی سے تیار کیا گیا تھا. یہ ایل ای ڈی GaN چپ اور یٹریئم ایلومینیم گارنیٹ (YAG) کو ایک ساتھ پیک کر کے بنایا گیا ہے۔ GaN چپ نیلی روشنی خارج کرتی ہے（λ P=465nm, Wd=30nm), YAG فاسفر جس میں Ce3+ اعلی درجہ حرارت پر سینٹر کیا گیا ہے اس نیلی روشنی سے پرجوش ہونے کے بعد پیلی روشنی خارج کرتا ہے، جس کی چوٹی کی قیمت 550n LED لیمپ m ہے۔ نیلے رنگ کا ایل ای ڈی سبسٹریٹ پیالے کی شکل کی عکاسی کیوٹی میں نصب کیا گیا ہے، جو YAG کے ساتھ ملا ہوا رال کی ایک پتلی تہہ سے ڈھکا ہوا ہے، تقریباً 200-500nm۔ ایل ای ڈی سبسٹریٹ سے نکلنے والی نیلی روشنی کو جزوی طور پر فاسفر جذب کیا جاتا ہے، اور نیلی روشنی کے دوسرے حصے کو سفید روشنی حاصل کرنے کے لیے فاسفر کی پیلی روشنی کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔

InGaN/YAG سفید LED کے لیے، YAG فاسفور کی کیمیائی ساخت کو تبدیل کرکے اور فاسفر کی تہہ کی موٹائی کو ایڈجسٹ کرکے، 3500-10000K کے رنگین درجہ حرارت والی مختلف سفید روشنیاں حاصل کی جا سکتی ہیں۔ نیلی ایل ای ڈی کے ذریعے سفید روشنی حاصل کرنے کے اس طریقے میں سادہ ساخت، کم لاگت اور اعلیٰ ٹیکنالوجی کی پختگی کے فوائد ہیں، اس لیے اسے بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔