एलईडी लैंप का कार्य सिद्धांत

LED (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) एक सॉलिड-स्टेट सेमीकंडक्टर डिवाइस है जो विद्युत ऊर्जा को दृश्य प्रकाश में परिवर्तित कर सकता है। यह बिजली को सीधे प्रकाश में परिवर्तित कर सकता है। एलईडी का दिल एक अर्धचालक वेफर है। वेफर का एक सिरा एक ब्रैकेट से जुड़ा होता है, एक छोर एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड होता है, और दूसरा छोर बिजली की आपूर्ति के सकारात्मक इलेक्ट्रोड से जुड़ा होता है, ताकि पूरे वेफर को एपॉक्सी राल द्वारा समझाया जा सके।

सेमीकंडक्टर चिप में दो भाग होते हैं। एक भाग पी-टाइप सेमीकंडक्टर है, जिसमें छेद हावी होते हैं, और दूसरा छोर एन-टाइप सेमीकंडक्टर होता है, मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉन। लेकिन जब दो अर्धचालक जुड़े होते हैं, तो उनके बीच एक p-n जंक्शन बनता है। जब तार के माध्यम से चिप पर करंट कार्य करता है, तो इलेक्ट्रॉनों को पी क्षेत्र में धकेल दिया जाएगा, जहां इलेक्ट्रॉन और छेद यौगिक होते हैं, और फिर फोटॉन के रूप में ऊर्जा का उत्सर्जन करते हैं। यह एलईडी लाइट उत्सर्जन का सिद्धांत है। प्रकाश की तरंग दैर्ध्य, यानी प्रकाश का रंग, पी-एन जंक्शन बनाने वाली सामग्री द्वारा निर्धारित किया जाता है।

एलईडी सीधे लाल, पीले, नीले, हरे, हरे, नारंगी, बैंगनी और सफेद प्रकाश का उत्सर्जन कर सकती है।

सबसे पहले, एलईडी का उपयोग उपकरणों और मीटरों के संकेतक प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता था। बाद में, ट्रैफिक लाइट और बड़े क्षेत्र के डिस्प्ले स्क्रीन में विभिन्न हल्के रंगों के एलईडी का व्यापक रूप से उपयोग किया गया, जिसके परिणामस्वरूप अच्छे आर्थिक और सामाजिक लाभ हुए। उदाहरण के तौर पर 12 इंच के लाल ट्रैफिक सिग्नल लैंप को लें। संयुक्त राज्य अमेरिका में, लंबे समय तक सेवा जीवन और कम चमकदार दक्षता के साथ 140 वाट गरमागरम दीपक मूल रूप से प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता था, जो 2000 लुमेन सफेद रोशनी का उत्पादन करता था। लाल फिल्टर से गुजरने के बाद, प्रकाश का नुकसान 90% है, केवल 200 लुमेन लाल बत्ती छोड़ता है। नए डिज़ाइन किए गए लैंप में, Lumileds सर्किट हानि सहित 18 लाल एलईडी प्रकाश स्रोतों को अपनाता है, जो समान प्रकाश प्रभाव उत्पन्न करने के लिए कुल 14 वाट की खपत करता है। ऑटोमोबाइल सिग्नल लैंप भी एलईडी लाइट सोर्स एप्लिकेशन का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है।

सामान्य प्रकाश व्यवस्था के लिए लोगों को श्वेत प्रकाश स्रोत की अधिक आवश्यकता होती है। 1998 में, सफेद एलईडी को सफलतापूर्वक विकसित किया गया था। एलईडी गण चिप और येट्रियम एल्युमिनियम गार्नेट (YAG) से बनी है जो एक साथ इनकैप्सुलेटेड है। गण चिप नीली रोशनी उत्सर्जित करता है（ » पी = 465 एनएम, डब्ल्यूडी = 30 एनएम), उच्च तापमान सिंटरिंग द्वारा निर्मित सीई 3 + युक्त वाईएजी फॉस्फर इस नीली रोशनी से उत्साहित होने के बाद पीली रोशनी का उत्सर्जन करता है, जिसमें 550n एलईडी लैंप मीटर का शिखर मूल्य होता है। नीले एलईडी सब्सट्रेट को कटोरे के आकार की परावर्तक गुहा में स्थापित किया गया है और YAG के साथ मिश्रित राल की एक पतली परत के साथ कवर किया गया है, लगभग 200-500 एनएम। एलईडी सब्सट्रेट द्वारा उत्सर्जित नीली रोशनी का एक हिस्सा फॉस्फोर द्वारा अवशोषित किया जाता है, और नीली रोशनी के दूसरे हिस्से को सफेद रोशनी प्राप्त करने के लिए फॉस्फर द्वारा उत्सर्जित पीली रोशनी के साथ मिश्रित किया जाता है।

InGaN / YAG सफेद एल ई डी के लिए, 3500-10000k के रंग तापमान के साथ सफेद प्रकाश के विभिन्न रंगों को YAG फॉस्फोर की रासायनिक संरचना को बदलकर और फॉस्फर परत की मोटाई को समायोजित करके प्राप्त किया जा सकता है। नीली एलईडी के माध्यम से सफेद रोशनी प्राप्त करने की इस पद्धति में सरल संरचना, कम लागत और उच्च तकनीकी परिपक्वता के फायदे हैं, इसलिए इसका सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।