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LED का फुल फॉर्म लाइट एमिटिंग डायोड है। एल ई डी विशेष प्रकार के अर्धचालक डायोड हैं जो अपने टर्मिनलों पर लागू संभावित अंतर के जवाब में प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, इसलिए इसका नाम प्रकाश उत्सर्जक डायोड है। एक सामान्य डायोड की तरह एलईडी में भी ध्रुवता के साथ दो टर्मिनल होते हैं, अर्थात् एनोड और कैथोड। एक एलईडी को रोशन करने के लिए उसके एनोड और कैथोड टर्मिनलों पर एक संभावित अंतर या वोल्टेज लगाया जाता है।

आज, एलईडी का व्यापक रूप से उच्च उज्ज्वल अत्याधुनिक एलईडी लैंप के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग सजावटी एलईडी स्ट्रिंग रोशनी और एलईडी संकेतकों के निर्माण के लिए भी किया जाता है।

संक्षिप्त इतिहास

इस तथ्य के बावजूद कि एलईडी को आज हाई-टेक सेमीकंडक्टर उद्योग का उत्पाद माना जाता है, उनकी रोशन संपत्ति को शुरू में कई साल पहले पहचाना गया था। एलईडी प्रकाश प्रभाव को नोटिस करने वाला पहला व्यक्ति मार्कोनी के इंजीनियरों में से एक था, एचजे राउंड, जो कई वैक्यूम ट्यूब और रेडियो आविष्कारों के लिए भी जाना जाता है। मार्कोनी के साथ पॉइंट-कॉन्टैक्ट क्रिस्टल डिटेक्टरों पर शोध करते हुए उन्हें वर्ष 1907 में इसका पता चला।

1907 में, इलेक्ट्रिकल वर्ल्ड पत्रिका इन सफलताओं पर रिपोर्ट करने वाली पहली थी। 1922 में रूसी वैज्ञानिक ओ.वी. लोसोव।

“एक डीपीएसटी स्विच क्या है ”

लोसोव लेनिनग्राद में रहता था, जहां वह द्वितीय विश्व युद्ध में दुखद रूप से मारा गया था। यह संभव है कि युद्ध में उसके अधिकांश डिजाइन खो गए हों। हालाँकि उन्होंने 1927 और 1942 के वर्षों के बीच कुल चार पेटेंट दायर किए, लेकिन उनकी मृत्यु के बाद तक उनके शोध को मान्यता नहीं मिली।

1951 में एलईडी अवधारणा फिर से प्रकट हुई, जब के। लेहोवेक के तहत वैज्ञानिकों के एक समूह ने प्रभाव की जांच शुरू की। डब्ल्यू शॉकली (ट्रांजिस्टर के आविष्कारक) सहित अन्य संगठनों और शोधकर्ताओं की भागीदारी के साथ जांच आगे बढ़ी। आखिरकार, एलईडी अवधारणा में महत्वपूर्ण शोधन हुआ और 1960 के दशक के अंत में इसका व्यावसायीकरण शुरू हुआ।

एलईडी जंक्शन में किस सेमीकंडक्टर सामग्री का उपयोग किया जाता है?

संक्षेप में, प्रकाश उत्सर्जक डायोड एक मिश्रित अर्धचालक का उपयोग करके बनाया गया एक विशेष पीएन जंक्शन है।

सिलिकॉन और जर्मेनियम दो सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले अर्धचालक हैं, हालांकि चूंकि ये केवल तत्व हैं, इसलिए इनसे एलईडी नहीं बनाई जा सकती हैं।

इसके विपरीत, गैलियम आर्सेनाइड, गैलियम फॉस्फाइड और इंडियम फॉस्फाइड जैसी सामग्री जो दो या दो से अधिक तत्वों को जोड़ती है, का उपयोग अक्सर एलईडी बनाने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, गैलियम आर्सेनाइड की संयोजकता तीन है और आर्सेनिक की संयोजकता पाँच है, और इसलिए, दोनों को समूह III -V अर्धचालकों के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

समूह III-V से संबंधित सामग्री का उपयोग अन्य यौगिक अर्धचालक बनाने के लिए भी किया जा सकता है।

जब एक सेमीकंडक्टर जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड होता है, तो पी-टाइप क्षेत्र से छेद और एन-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन जंक्शन में प्रवेश करते हैं और गठबंधन करते हैं, जैसे वे एक सामान्य डायोड में होते हैं।

इस तरह से जंक्शन के माध्यम से करंट चलता है।

परिणामस्वरूप ऊर्जा निकलती है, जिनमें से कुछ फोटॉन (प्रकाश) की तरह उत्सर्जित होती हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए कि कम से कम फोटॉन (प्रकाश) संरचना द्वारा अवशोषित किया जाता है, जंक्शन का पी-साइड, जो ज्यादातर मामलों में अधिकांश प्रकाश उत्पन्न करता है, डिवाइस की सतह के सबसे करीब स्थित है।

जंक्शन को पूरी तरह से अनुकूलित करने की आवश्यकता है और दृश्य प्रकाश बनाने के लिए सही सामग्री का उपयोग करने की आवश्यकता है। स्पेक्ट्रम का अवरक्त क्षेत्र वह है जहां शुद्ध गैलियम आर्सेनाइड अपनी ऊर्जा का उत्सर्जन करता है।

एल ई डी अपने रंग कैसे प्राप्त करते हैं

एल्युमिनियम गैलियम आर्सेनाइड का उत्पादन करने के लिए सेमीकंडक्टर में एल्युमीनियम पेश किया जाता है, जो एलईडी लाइट को स्पेक्ट्रम के चमकीले लाल सिरे (एआईजीएएएस) में स्थानांतरित करता है।

फॉस्फोरस मिलाकर भी लाल प्रकाश उत्पन्न किया जा सकता है।

अन्य एलईडी रंगों के लिए विभिन्न सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, गैलियम फॉस्फाइड हरी रोशनी उत्सर्जित करता है, जबकि पीले और नारंगी प्रकाश एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड द्वारा उत्पादित होता है। अधिकांश एल ई डी गैलियम अर्धचालक से बने होते हैं।

एल ई डी दो संरचनाओं के साथ निर्मित होते हैं

सतह उत्सर्जक डायोड और किनारे उत्सर्जक डायोड, जो अंजीर में देखे गए हैं। 1 ए और बी, क्रमशः एलईडी के लिए उपयोग किए जाने वाले दो प्राथमिक आर्किटेक्चर हैं। सतह उत्सर्जक डायोड उनमें से सबसे लोकप्रिय है क्योंकि यह एक व्यापक कोण पर प्रकाश उत्पन्न करता है।

निर्माण के बाद, एलईडी संरचना को इस तरह से संलग्न करने की आवश्यकता है कि इसे एलईडी को बिना किसी नुकसान के सुरक्षित रूप से उपयोग किया जा सके।

अधिकांश छोटे एलईडी संकेतक एक एपॉक्सी गोंद में एक अपवर्तक सूचकांक के साथ संलग्न होते हैं जो अर्धचालक और आसपास की हवा के बीच कहीं स्थित होता है (नीचे चित्र 2 देखें)। डायोड इस प्रकार पूरी तरह से सुरक्षित है, और प्रकाश को बाहरी दुनिया में सबसे प्रभावी तरीके से स्थानांतरित किया जाता है।

एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज (वीएफ) विशिष्टता:

चूंकि एल ई डी वर्तमान संवेदनशील उपकरण हैं, इसलिए लागू वोल्टेज कभी भी एलईडी के न्यूनतम फॉरवर्ड वोल्टेज स्पेक से अधिक नहीं होना चाहिए। एक एलईडी (वीएफ) का आगे वोल्टेज विनिर्देश केवल इष्टतम वोल्टेज स्तर है जिसका उपयोग एलईडी को सुरक्षित और उज्ज्वल रूप से प्रकाशित करने के लिए किया जा सकता है। यदि करंट एलईडी के फॉरवर्ड वोल्टेज स्पेक से अधिक हो जाता है, तो एलईडी जल जाएगी और स्थायी रूप से क्षतिग्रस्त हो जाएगी।

मामले में, आपूर्ति वोल्टेज एलईडी के आगे के वोल्टेज से अधिक है, एक परिकलित रोकनेवाला का उपयोग आपूर्ति के साथ श्रृंखला में एलईडी को वर्तमान को सीमित करने के लिए किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि एलईडी इष्टतम चमक के साथ सुरक्षित रूप से रोशन करने में सक्षम है।

आज अधिकांश एल ई डी का आगे वोल्टेज मान लगभग 3.3 वी है। चाहे वह लाल, हरा या पीला एलईडी हो, सभी को आम तौर पर उनके एनोड और कैथोड टर्मिनलों में 3.3 वी लगाने से प्रकाशित किया जा सकता है।

एलईडी को आपूर्ति वोल्टेज एक डीसी होना चाहिए। एक एसी का भी उपयोग किया जा सकता है लेकिन फिर एलईडी के साथ रेक्टिफायर डायोड जुड़ा होना चाहिए। यह सुनिश्चित करता है कि एसी वोल्टेज की ध्रुवीयता में परिवर्तन से एलईडी को कोई नुकसान नहीं होता है।

वर्तमान सीमित

एल ई डी, सामान्य डायोड की तरह, कोई अंतर्निहित वर्तमान सीमा नहीं है। नतीजतन, अगर इसे सीधे बैटरी से जोड़ा जाता है, तो यह जल जाएगा।

यदि आपूर्ति DC 3.3 V के आसपास है तो LED को एक सीमित अवरोधक की आवश्यकता नहीं होगी। हालांकि अगर आपूर्ति वोल्टेज 3.3 वी से अधिक है, तो एलईडी टर्मिनल के साथ श्रृंखला में एक प्रतिरोधी की आवश्यकता होगी।

रोकनेवाला या तो एलईडी के एनोड टर्मिनल के साथ या एलईडी के कैथोड टर्मिनल के साथ श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है।

“एनालॉग सर्किट क्या है ”

क्षति से बचने के लिए, करंट को नियंत्रित करने के लिए एक रोकनेवाला को सर्किट से जोड़ा जाना चाहिए। सामान्य संकेतक एल ई डी का अधिकतम वर्तमान विनिर्देश लगभग 20 एमए है; यदि करंट इससे नीचे सीमित है, तो एलईडी का प्रकाश उत्पादन आनुपातिक रूप से कम हो जाएगा।

जैसा कि ऊपर चित्र 3 में दिखाया गया है, वर्तमान खपत की मात्रा का अनुमान लगाते समय एलईडी के पार वोल्टेज पर विचार करने की आवश्यकता हो सकती है। क्योंकि अगर वोल्टेज बढ़ता है तो करंट की खपत भी उसी अनुपात में बढ़ेगी।

सीमित अवरोधक की गणना करने का सूत्र नीचे दिया गया है:

आर = वी - एलईडी एफडब्ल्यूडी वी / एलईडी करंट