ایل ای ڈی لیمپ کے کام کرنے والے 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 ویفر ہے۔ ویفر کا ایک سرہ ایک بریکٹ سے منسلک ہوتا ہے، ایک سرا منفی الیکٹروڈ ہوتا ہے، اور دوسرا سرا پاور سپلائی کے مثبت الیکٹروڈ سے جڑا ہوتا ہے، تاکہ پورا ویفر ایپوکسی رال سے لپٹا ہو۔

سیمی کنڈکٹر چپ 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 ہے، بنیادی طور پر الیکٹران۔ لیکن جب دو سیمی کنڈکٹر آپس میں جڑے ہوتے ہیں تو ان کے درمیان ایک p-n جنکشن بنتا ہے۔ جب کرنٹ تار کے ذریعے چپ پر کام کرتا ہے، تو الیکٹرانوں کو p ریجن میں دھکیل دیا جائے گا، جہاں الیکٹران اور سوراخ مرکب ہوتے ہیں، اور پھر فوٹان کی شکل میں توانائی خارج کرتے ہیں۔ 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، سبز، نارنجی، جامنی اور سفید روشنی کا اخراج کر سکتا ہے۔

سب سے پہلے، لیڈ کو آلات اور میٹر کے اشارے روشنی کے ذریعہ کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا. بعد میں، مختلف ہلکے رنگوں کی ایل ای ڈی کو ٹریفک لائٹس اور بڑے ایریا کی ڈسپلے اسکرینوں میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا، جس کے نتیجے میں اچھے معاشی اور سماجی فوائد حاصل ہوئے۔ مثال کے طور پر 12 انچ سرخ ٹریفک سگنل لیمپ کو لیں۔ ریاستہائے متحدہ میں، طویل سروس کی زندگی اور کم چمکیلی کارکردگی کے ساتھ 140 واٹ کے تاپدیپت لیمپ کو اصل میں روشنی کے ذریعہ کے طور پر استعمال کیا گیا تھا، جس نے سفید روشنی کے 2000 لیمین پیدا کیے تھے۔ سرخ فلٹر سے گزرنے کے بعد، روشنی کا نقصان 90% ہوتا ہے، جس سے سرخ روشنی کے صرف 200 lumens رہ جاتے ہیں۔ نئے ڈیزائن کردہ لیمپ میں، Lumileds 18 سرخ ایل ای ڈی روشنی کے ذرائع کو اپناتا ہے، بشمول سرکٹ نقصان، جو ایک ہی روشنی کا اثر پیدا کرنے کے لیے کل 14 واٹ استعمال کرتا ہے۔ آٹوموبائل سگنل لیمپ بھی ایل ای ڈی لائٹ سورس ایپلی کیشن کا ایک اہم شعبہ ہے۔

عام روشنی کے لیے، لوگوں کو سفید روشنی کا ذریعہ زیادہ درکار ہوتا ہے۔ 1998 میں، سفید ایل ای ڈی کامیابی سے تیار کیا گیا تھا. ایل ای ڈی گان چپ اور یٹریئم ایلومینیم گارنیٹ (YAG) سے بنی ہے جو ایک ساتھ لپیٹے ہوئے ہیں۔ Gan چپ نیلی روشنی ¼ λ P = 465nm، WD = 30nm، YAG فاسفر جس میں Ce3 + اعلی درجہ حرارت کے سنٹرنگ کے ذریعے بنایا گیا ہے اس نیلی روشنی سے پرجوش ہونے کے بعد پیلی روشنی خارج کرتا ہے، جس کی چوٹی کی قیمت 550n LED لیمپ m ہے۔ نیلے رنگ کی ایل ای ڈی سبسٹریٹ کو پیالے کی شکل کی عکاسی کرنے والی گہا میں نصب کیا جاتا ہے اور اسے YAG کے ساتھ ملا ہوا رال کی ایک پتلی تہہ سے ڈھانپا جاتا ہے، تقریباً 200-500 nm۔ 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 LEDs کے لیے، 3500-10000k کے رنگ درجہ حرارت کے ساتھ سفید روشنی کے مختلف رنگ YAG فاسفر کی کیمیائی ساخت کو تبدیل کرکے اور فاسفر کی تہہ کی موٹائی کو ایڈجسٹ کرکے حاصل کیے جاسکتے ہیں۔ نیلی ایل ای ڈی کے ذریعے سفید روشنی حاصل کرنے کے اس طریقے میں سادہ ساخت، کم لاگت اور اعلی تکنیکی پختگی کے فوائد ہیں، اس لیے یہ سب سے زیادہ استعمال ہوتا ہے۔