روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کا استعمال اور اصولی تجزیہ

2021-12-28

لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈ (ایل ای ڈی) ایک روشنی خارج کرنے والا ڈسپلے ڈیوائس ہے جو سیمی کنڈکٹر مواد سے بنا ہے جیسے گیلیم فاسفائیڈ (GaP) جو برقی توانائی کو براہ راست روشنی کی توانائی میں تبدیل کر سکتا ہے۔ جب اس میں سے کوئی خاص کرنٹ گزرے گا تو یہ روشنی خارج کرے گا۔
روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس بھی عام ڈایڈس کی طرح PN ڈھانچے سے بنے ہوتے ہیں، اور ان میں بھی یک طرفہ چالکتا ہوتا ہے۔ یہ بڑے پیمانے پر مختلف الیکٹرانک سرکٹس، گھریلو آلات، میٹر اور دیگر آلات میں بجلی کی فراہمی کے اشارے یا سطح کے اشارے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
(1) روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کو اشارے کے لیمپ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کا عام ایپلی کیشن سرکٹ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ R کرنٹ کو محدود کرنے والا ریزسٹر ہے، اور I روشنی خارج کرنے والے ڈایڈڈ کے ذریعے فارورڈ کرنٹ ہے۔ روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کا ٹیوب وولٹیج ڈراپ عام طور پر عام ڈائیوڈز سے بڑا ہوتا ہے، تقریباً 2V، اور روشنی خارج کرنے والے ڈائیوڈس کے عام طور پر کام کرنے کے لیے بجلی کی فراہمی کا وولٹیج ٹیوب وولٹیج ڈراپ سے زیادہ ہونا چاہیے۔
روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس AC پاور انڈیکیٹر سرکٹس میں استعمال ہوتے ہیں۔ VD1 ایک ریکٹیفائر ڈائیوڈ ہے، VD2 ایک روشنی خارج کرنے والا ڈایڈڈ ہے، R کرنٹ کو محدود کرنے والا ریزسٹر ہے، اور T ایک پاور ٹرانسفارمر ہے۔
(2) روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کو روشنی خارج کرنے والی ٹیوبوں کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ انفراریڈ ریموٹ کنٹرولرز، انفراریڈ وائرلیس ہیڈ فون، انفراریڈ الارم اور دیگر سرکٹس میں، انفراریڈ لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈز کو لائٹ ایمیٹنگ ٹیوب کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، VT ایک سوئچ ماڈیول کرنے والا ٹرانجسٹر ہے، اور VD ایک انفراریڈ لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈ ہے۔ سگنل کا ذریعہ VT کے ذریعے VD کو چلاتا اور ماڈیول کرتا ہے، تاکہ VD ماڈیول شدہ انفراریڈ روشنی کو باہر کی طرف خارج کرے۔
روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کا اصولی تجزیہ
یہ ایک قسم کا سیمی کنڈکٹر ڈائیوڈ ہے جو برقی توانائی کو ہلکی توانائی میں بدل سکتا ہے۔ روشنی کا اخراج کرنے والا ڈایڈڈ PN جنکشن پر مشتمل ہوتا ہے جیسے عام دو قطبی LED چپ کی ڈیولپمنٹ ٹیوب، اور اس میں یک طرفہ چالکتا بھی ہے۔ جب روشنی خارج کرنے والے ڈایڈڈ پر فارورڈ وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے تو، P ایریا سے N ایریا میں لگائے گئے سوراخ اور N ایریا سے P ایریا میں لگائے گئے الیکٹران بالترتیب N ایریا اور voids کے الیکٹرانوں کے ساتھ رابطے میں ہوتے ہیں۔ P کے علاقے میں PN جنکشن کے چند مائکرون کے اندر۔ سوراخ دوبارہ جوڑتے ہیں اور بے ساختہ اخراج فلوروسینس پیدا کرتے ہیں۔ الیکٹران کی توانائی کی حالتیں اور مختلف سیمی کنڈکٹر مواد میں سوراخ مختلف ہوتے ہیں۔ جب الیکٹران اور سوراخ دوبارہ اکٹھے ہو جاتے ہیں، تو خارج ہونے والی توانائی کچھ مختلف ہوتی ہے۔ جتنی زیادہ توانائی جاری ہوگی، خارج ہونے والی روشنی کی طول موج اتنی ہی کم ہوگی۔ عام طور پر استعمال ہونے والے ڈایڈس ہیں جو سرخ، سبز یا پیلی روشنی خارج کرتے ہیں۔ روشنی خارج کرنے والے ڈائیوڈ کا ریورس بریک ڈاؤن وولٹیج 5 وولٹ سے زیادہ ہے۔ اس کا فارورڈ وولٹ-ایمپیئر خصوصیت والا وکر بہت کھڑا ہے، اور اسے ڈائیوڈ کے ذریعے کرنٹ کو کنٹرول کرنے کے لیے کرنٹ کو محدود کرنے والے ریزسٹر کے ساتھ سیریز میں استعمال کیا جانا چاہیے۔ موجودہ محدود مزاحمت R کو درج ذیل فارمولے سے شمار کیا جا سکتا ہے۔
R=(Eï¼ UF)/IF

جہاں E پاور سپلائی وولٹیج ہے، UF LED کا فارورڈ وولٹیج ڈراپ ہے، اور IF LED کا عام آپریٹنگ کرنٹ ہے۔ روشنی خارج کرنے والے ڈایڈڈ کا بنیادی حصہ پی قسم کے سیمی کنڈکٹر اور این قسم کے سیمی کنڈکٹر پر مشتمل ایک ویفر ہے۔ پی ٹائپ سیمی کنڈکٹر اور این ٹائپ سیمی کنڈکٹر کے درمیان ایک ٹرانزیشن پرت ہے جسے پی این جنکشن کہا جاتا ہے۔ بعض سیمی کنڈکٹر مواد کے پی این جنکشن میں، جب انجکشن شدہ اقلیتی کیریئرز اور اکثریتی کیریئر دوبارہ مل جاتے ہیں، اضافی توانائی روشنی کی شکل میں خارج ہوتی ہے، اس طرح برقی توانائی کو براہ راست روشنی کی توانائی میں تبدیل کر دیتی ہے۔ ریورس وولٹیج PN جنکشن پر لاگو ہونے کے ساتھ، اقلیتی کیریئرز کو انجیکشن لگانا مشکل ہے، اس لیے یہ روشنی نہیں خارج کرتا ہے۔ انجیکشن الیکٹرولیومینیسینس اصول کے ذریعہ تیار کردہ اس قسم کے ڈائیوڈ کو روشنی سے خارج کرنے والا ڈایڈڈ کہا جاتا ہے، جسے عام طور پر ایل ای ڈی کہا جاتا ہے۔ جب یہ مثبت کام کرنے والی حالت میں ہوتا ہے (یعنی دونوں سروں پر مثبت وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے)، جب کرنٹ ایل ای ڈی اینوڈ سے کیتھوڈ کی طرف بہتا ہے، تو سیمی کنڈکٹر کرسٹل الٹرا وایلیٹ سے لے کر انفراریڈ تک مختلف رنگوں کی روشنی خارج کرتا ہے، اور اس کی شدت روشنی کا تعلق کرنٹ سے ہے۔

پچھلا:روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کا استعمال کیسے کریں۔

اگلے:روشنی خارج کرنے والے ڈائیوڈ اصول کا مختصر تعارف