ಎಲ್ಇಡಿ ದೀಪದ ಉತ್ಪನ್ನ ತತ್ವ

ಎಲ್ಇಡಿ (ಲೈಟ್ ಎಮಿಟಿಂಗ್ ಡಯೋಡ್), ಒಂದು ಬೆಳಕು ಹೊರಸೂಸುವ ಡಯೋಡ್, ಇದು ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಗೋಚರ ಬೆಳಕಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ನೇರವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಬೆಳಕಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು. ಎಲ್ಇಡಿಯ ಹೃದಯವು ಅರೆವಾಹಕ ಚಿಪ್ ಆಗಿದೆ. ಚಿಪ್‌ನ ಒಂದು ತುದಿಯನ್ನು ಬ್ರಾಕೆಟ್‌ಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಒಂದು ತುದಿಯು ಋಣಾತ್ಮಕ ಧ್ರುವವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯು ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜಿನ ಧನಾತ್ಮಕ ಧ್ರುವಕ್ಕೆ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸಂಪೂರ್ಣ ಚಿಪ್ ಎಪಾಕ್ಸಿ ರಾಳದಿಂದ ಸುತ್ತುವರಿಯಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.

ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಚಿಪ್ ಎರಡು ಭಾಗಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ಒಂದು ಭಾಗವು ಪಿ-ಮಾದರಿಯ ಅರೆವಾಹಕವಾಗಿದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ ರಂಧ್ರಗಳು ಪ್ರಬಲವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯು ಎನ್-ಮಾದರಿಯ ಅರೆವಾಹಕವಾಗಿದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಪ್ರಬಲವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಈ ಎರಡು ಅರೆವಾಹಕಗಳು ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಾಗ, ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಚಿಪ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರವಾಹವು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಿದಾಗ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪಿ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ತಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ರಂಧ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತೆ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತವೆ. ಇದು ಎಲ್ಇಡಿ ಬೆಳಕಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ತತ್ವವಾಗಿದೆ. ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಾಂತರ, ಅಂದರೆ ಬೆಳಕಿನ ಬಣ್ಣವನ್ನು ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಎಲ್ಇಡಿ ನೇರವಾಗಿ ಕೆಂಪು, ಹಳದಿ, ನೀಲಿ, ಹಸಿರು, ಹಸಿರು, ಕಿತ್ತಳೆ, ನೇರಳೆ ಮತ್ತು ಬಿಳಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ.

ಮೊದಲಿಗೆ, ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಮೀಟರ್‌ಗಳ ಸೂಚಕ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವಾಗಿ LED ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ನಂತರ, ವಿವಿಧ ತಿಳಿ ಬಣ್ಣದ LED ಗಳನ್ನು ಟ್ರಾಫಿಕ್ ದೀಪಗಳು ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರದೇಶದ ಪ್ರದರ್ಶನಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು, ಇದು ಉತ್ತಮ ಆರ್ಥಿಕ ಮತ್ತು ಸಾಮಾಜಿಕ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ 12 ಇಂಚಿನ ಕೆಂಪು ಸಂಚಾರ ಸಿಗ್ನಲ್ ದೀಪವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ. ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ, ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಜೀವಿತಾವಧಿ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಕಾಶಮಾನ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ 140 ವ್ಯಾಟ್ ಪ್ರಕಾಶಮಾನ ದೀಪವನ್ನು ಮೂಲತಃ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು, ಇದು 2000 ಲ್ಯುಮೆನ್‌ಗಳ ಬಿಳಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಕೆಂಪು ಫಿಲ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದ ನಂತರ, ಬೆಳಕಿನ ನಷ್ಟವು 90% ಆಗಿದ್ದು, ಕೇವಲ 200 ಲ್ಯುಮೆನ್‌ಗಳ ಕೆಂಪು ಬೆಳಕನ್ನು ಬಿಡುತ್ತದೆ. ಹೊಸದಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ದೀಪದಲ್ಲಿ, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ನಷ್ಟ ಸೇರಿದಂತೆ ಲುಮಿಲೆಡ್ಸ್ 18 ಕೆಂಪು LED ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಒಟ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ 14 ವ್ಯಾಟ್‌ಗಳು, ಇದು ಅದೇ ಪ್ರಕಾಶಮಾನ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಆಟೋಮೊಬೈಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ದೀಪವು LED ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲ ಅನ್ವಯದ ಪ್ರಮುಖ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿದೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯ ಬೆಳಕಿಗೆ, ಜನರಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಿಳಿ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. 1998 ರಲ್ಲಿ, ಬಿಳಿ LED ಅನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಈ LED ಅನ್ನು GaN ಚಿಪ್ ಮತ್ತು ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಗಾರ್ನೆಟ್ (YAG) ಅನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. GaN ಚಿಪ್ ನೀಲಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ (λ P=465nm, Wd=30nm), ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಲಾದ Ce3+ ಹೊಂದಿರುವ YAG ಫಾಸ್ಫರ್ ಈ ನೀಲಿ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಉತ್ಸುಕರಾದ ನಂತರ ಹಳದಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ, ಇದರ ಗರಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯ 550n LED ದೀಪ m. ನೀಲಿ LED ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಬೌಲ್ ಆಕಾರದ ಪ್ರತಿಫಲನ ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು YAG ನೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಿದ ತೆಳುವಾದ ರಾಳದ ಪದರದಿಂದ ಮುಚ್ಚಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸುಮಾರು 200-500nm. LED ತಲಾಧಾರದಿಂದ ನೀಲಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಭಾಗಶಃ ಫಾಸ್ಫರ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಿಳಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಪಡೆಯಲು ನೀಲಿ ಬೆಳಕಿನ ಇನ್ನೊಂದು ಭಾಗವನ್ನು ಫಾಸ್ಫರ್‌ನಿಂದ ಹಳದಿ ಬೆಳಕಿನೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

InGaN/YAG ಬಿಳಿ LED ಗಾಗಿ, YAG ಫಾಸ್ಫರ್‌ನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫರ್ ಪದರದ ದಪ್ಪವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ, 3500-10000K ಬಣ್ಣ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ವಿವಿಧ ಬಿಳಿ ದೀಪಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ನೀಲಿ LED ಮೂಲಕ ಬಿಳಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಪಡೆಯುವ ಈ ವಿಧಾನವು ಸರಳ ರಚನೆ, ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪರಿಪಕ್ವತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.