ایل ای ڈی روشنی کا اصول

ایل ای ڈی (لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈ)ایک سالڈ 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 الیکٹروڈ ہوتا ہے، اور دوسرا سرا پاور سپلائی کے مثبت الیکٹروڈ سے جڑا ہوتا ہے، تاکہ پوری چپ epoxy رال میں بند ہو جائے۔

سیمی کنڈکٹر ویفر دو حصوں پر مشتمل ہے۔ ایک حصہ پی قسم کا سیمی کنڈکٹر ہے، جس میں سوراخ غالب ہوتے ہیں، اور دوسرا سرہ ایک این قسم کا سیمی کنڈکٹر ہوتا ہے، جہاں الیکٹران بنیادی طور پر موجود ہوتے ہیں۔ لیکن جب یہ دونوں سیمی کنڈکٹرز آپس میں جڑے ہوتے ہیں تو ان کے درمیان ایک P-N جنکشن بن جاتا ہے۔ جب کرنٹ تار کے ذریعے ویفر پر کام کرتا ہے، تو الیکٹرانوں کو P خطے کی طرف دھکیل دیا جائے گا، جہاں الیکٹران دوبارہ سوراخوں کے ساتھ ملیں گے، اور پھر فوٹان کی شکل میں توانائی خارج ہوگی۔ یہ ایل ای ڈی روشنی کے اخراج کا اصول ہے۔ روشنی کی طول موج، یعنی روشنی کا رنگ، P-N جنکشن بنانے والے مواد سے طے ہوتا ہے۔

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

ابتدائی طور پر، ایل ای ڈی کو آلات کے لیے اشارے کی روشنی کے ذرائع کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا۔ بعد میں، مختلف ہلکے رنگوں کی ایل ای ڈیز کو ٹریفک لائٹس اور بڑے ایریا کی ڈسپلے اسکرینوں میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا، جس سے اچھے معاشی اور سماجی فوائد حاصل ہوئے۔ مثال کے طور پر 12 انچ سرخ ٹریفک لائٹ لیں۔ ریاستہائے متحدہ میں، ایک طویل زندگی، کم روشنی والی بصری کارکردگی والا 140 واٹ تاپدیپت لیمپ روشنی کے منبع کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جو سفید روشنی کے 2,000 lumens پیدا کرتا ہے۔ سرخ فلٹر سے گزرنے کے بعد، 90% روشنی ضائع ہو جاتی 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، جو ایک ہی روشنی کا اثر پیدا کرنے کے لیے سرکٹ کے نقصانات سمیت کل 14 واٹ بجلی استعمال کرتا ہے۔ آٹوموٹو سگنل لائٹس بھی ایل ای ڈی لائٹ سورس ایپلی کیشنز کے لیے ایک اہم علاقہ ہیں۔

عام روشنی کے لیے لوگوں کو سفید روشنی کے ذرائع کی ضرورت ہوتی ہے۔ 1998 میں، سفید روشنی سے خارج ہونے والی ایل ای ڈی کامیابی کے ساتھ تیار کی گئی۔ اس قسم کی ایل ای ڈی GaN چپس اور یٹریئم ایلومینیم گارنیٹ (YAG) کی پیکنگ کے ذریعے بنائی جاتی ہے۔ GaN چپ نیلی روشنی خارج کرتی ہے (λp=465nm, Wd=30nm)، اور YAG فاسفر جس میں Ce3+ اعلی درجہ حرارت کے سنٹرنگ کے ذریعے بنایا گیا ہے نیلی روشنی سے پرجوش ہونے کے بعد پیلی روشنی خارج کرتا ہے، جس کی چوٹی کی قیمت 550nLED لیمپ m ہے۔ نیلے رنگ کا ایل ای ڈی سبسٹریٹ پیالے کی شکل کے عکاس گہا میں نصب کیا جاتا ہے اور اسے YAG کے ساتھ ملا ہوا رال کی ایک پتلی تہہ سے ڈھانپا جاتا ہے، تقریباً 200-500nm۔ ایل ای ڈی سبسٹریٹ سے خارج ہونے والی نیلی روشنی کا ایک حصہ فاسفر جذب کر لیتا ہے، اور نیلی روشنی کا دوسرا حصہ سفید روشنی حاصل کرنے کے لیے فاسفر کے ذریعے خارج ہونے والی پیلی روشنی کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔

InGaN/YAG سفید ایل ای ڈی کے لیے، YAG فاسفر کی کیمیائی ساخت کو تبدیل کرکے اور فاسفر کی تہہ کی موٹائی کو ایڈجسٹ کرکے، 3500-10000K کے رنگ درجہ حرارت کے ساتھ مختلف رنگوں کی سفید روشنی حاصل کی جاسکتی ہے۔ نیلی ایل ای ڈی کے ذریعے سفید روشنی حاصل کرنے کا یہ طریقہ سادہ ساخت، کم لاگت اور اعلیٰ تکنیکی پختگی کا حامل ہے، اس لیے یہ سب سے زیادہ استعمال ہوتا ہے۔