ആമുഖവും തത്വവും

ലൈറ്റ് എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡുകളെ എൽഇഡി എന്ന് വിളിക്കുന്നു.ഗാലിയം (Ga), ആർസെനിക് (As), ഫോസ്ഫറസ് (P), നൈട്രജൻ (N) മുതലായവ അടങ്ങിയ സംയുക്തങ്ങൾ കൊണ്ടാണ് ഇത് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.
ഇലക്ട്രോണുകളും ദ്വാരങ്ങളും വീണ്ടും സംയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ദൃശ്യപ്രകാശം പ്രസരിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അതിനാൽ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഡയോഡുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കാം.സർക്യൂട്ടുകളിലും ഉപകരണങ്ങളിലും ഇൻഡിക്കേറ്റർ ലൈറ്റുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ ടെക്‌സ്‌റ്റ് അല്ലെങ്കിൽ ഡിജിറ്റൽ ഡിസ്‌പ്ലേകൾ ചേർന്നതാണ്.ഗാലിയം ആർസെനൈഡ് ഡയോഡുകൾ ചുവന്ന വെളിച്ചവും ഗാലിയം ഫോസ്ഫൈഡ് ഡയോഡുകൾ പച്ച വെളിച്ചവും സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഡയോഡുകൾ മഞ്ഞ വെളിച്ചവും ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് ഡയോഡുകൾ നീല വെളിച്ചവും പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.രാസ ഗുണങ്ങൾ കാരണം, ഇത് ഓർഗാനിക് ലൈറ്റ്-എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡ് ഒഎൽഇഡി, അജൈവ പ്രകാശം-എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡ് എൽഇഡി എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു.
പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നതിനായി ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും ദ്വാരങ്ങളുടെയും പുനഃസംയോജനത്തിലൂടെ ഊർജ്ജം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഒരു സാധാരണ പ്രകാശം-എമിറ്റിംഗ് ഉപകരണമാണ് ലൈറ്റ്-എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡ്.ലൈറ്റിംഗ് മേഖലയിൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.[1] ലൈറ്റ്-എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡുകൾക്ക് വൈദ്യുതോർജ്ജത്തെ പ്രകാശോർജ്ജമാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ആധുനിക സമൂഹത്തിൽ ലൈറ്റിംഗ്, ഫ്ലാറ്റ് പാനൽ ഡിസ്പ്ലേകൾ, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിങ്ങനെ വിപുലമായ ഉപയോഗങ്ങളും ഉണ്ട്.[2]
ഇത്തരത്തിലുള്ള ഇലക്‌ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ 1962-ൽ തന്നെ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടിരുന്നു. ആദ്യകാലങ്ങളിൽ അവയ്ക്ക് പ്രകാശം കുറഞ്ഞ ചുവന്ന വെളിച്ചം മാത്രമേ പുറപ്പെടുവിക്കാൻ കഴിയുമായിരുന്നുള്ളൂ.പിന്നീട്, മറ്റ് മോണോക്രോമാറ്റിക് പതിപ്പുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.ഇന്ന് പുറന്തള്ളാൻ കഴിയുന്ന പ്രകാശം ദൃശ്യപ്രകാശത്തിലേക്കും ഇൻഫ്രാറെഡ്, അൾട്രാവയലറ്റ് രശ്മികളിലേക്കും വ്യാപിച്ചു, കൂടാതെ പ്രകാശവും ഗണ്യമായ അളവിൽ വർദ്ധിച്ചു.തിളക്കം.ഇൻഡിക്കേറ്റർ ലൈറ്റുകൾ, ഡിസ്പ്ലേ പാനലുകൾ മുതലായവയായും ഈ ഉപയോഗം ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്.സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ തുടർച്ചയായ പുരോഗതിക്കൊപ്പം, ഡിസ്പ്ലേകളിലും ലൈറ്റിംഗിലും ലൈറ്റ്-എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡുകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചു.
സാധാരണ ഡയോഡുകൾ പോലെ, ലൈറ്റ്-എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡുകൾ ഒരു പിഎൻ ജംഗ്ഷൻ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, കൂടാതെ അവയ്ക്ക് ഏകദിശ ചാലകതയുമുണ്ട്.ലൈറ്റ് എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡിലേക്ക് ഫോർവേഡ് വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, പി ഏരിയയിൽ നിന്ന് എൻ ഏരിയയിലേക്ക് കുത്തിവച്ച ദ്വാരങ്ങളും എൻ ഏരിയയിൽ നിന്ന് പി ഏരിയയിലേക്കുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളും യഥാക്രമം എൻ ഏരിയയിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുമായും ശൂന്യതകളുമായും സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നു. പി എൻ ജംഗ്ഷന്റെ ഏതാനും മൈക്രോണുകൾക്കുള്ളിൽ പി ഏരിയയിൽ.ദ്വാരങ്ങൾ വീണ്ടും സംയോജിപ്പിച്ച് സ്വതസിദ്ധമായ എമിഷൻ ഫ്ലൂറസെൻസ് ഉണ്ടാക്കുന്നു.വിവിധ അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കളിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും ദ്വാരങ്ങളുടെയും ഊർജ്ജ നിലകൾ വ്യത്യസ്തമാണ്.ഇലക്ട്രോണുകളും ദ്വാരങ്ങളും വീണ്ടും സംയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം കുറച്ച് വ്യത്യസ്തമാണ്.കൂടുതൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുമ്പോൾ, പുറത്തുവിടുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യം കുറയും.ചുവപ്പ്, പച്ച അല്ലെങ്കിൽ മഞ്ഞ വെളിച്ചം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഡയോഡുകളാണ് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.ലൈറ്റ് എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡിന്റെ റിവേഴ്സ് ബ്രേക്ക്ഡൌൺ വോൾട്ടേജ് 5 വോൾട്ടിൽ കൂടുതലാണ്.അതിന്റെ ഫോർവേഡ് വോൾട്ട്-ആമ്പിയർ സ്വഭാവസവിശേഷത വക്രം വളരെ കുത്തനെയുള്ളതാണ്, കൂടാതെ ഡയോഡിലൂടെയുള്ള വൈദ്യുതധാരയെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് ഒരു കറന്റ്-ലിമിറ്റിംഗ് റെസിസ്റ്റർ സീരീസിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കണം.
ലൈറ്റ് എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡിന്റെ പ്രധാന ഭാഗം പി-ടൈപ്പ് അർദ്ധചാലകവും എൻ-ടൈപ്പ് അർദ്ധചാലകവും ചേർന്ന ഒരു വേഫറാണ്.പി-ടൈപ്പ് അർദ്ധചാലകത്തിനും എൻ-ടൈപ്പ് അർദ്ധചാലകത്തിനും ഇടയിൽ ഒരു പരിവർത്തന പാളിയുണ്ട്, അതിനെ പിഎൻ ജംഗ്ഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.ചില അർദ്ധചാലക സാമഗ്രികളുടെ പിഎൻ ജംഗ്ഷനിൽ, കുത്തിവച്ച ന്യൂനപക്ഷ വാഹകരും ഭൂരിപക്ഷ വാഹകരും വീണ്ടും സംയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, അധിക ഊർജ്ജം പ്രകാശത്തിന്റെ രൂപത്തിൽ പുറത്തുവരുന്നു, അതുവഴി വൈദ്യുതോർജ്ജം നേരിട്ട് പ്രകാശ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്നു.പിഎൻ ജംഗ്ഷനിൽ റിവേഴ്സ് വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ന്യൂനപക്ഷ കാരിയറുകളെ കുത്തിവയ്ക്കാൻ പ്രയാസമാണ്, അതിനാൽ അത് പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നില്ല.പോസിറ്റീവ് വർക്കിംഗ് സ്റ്റേറ്റിൽ ആയിരിക്കുമ്പോൾ (അതായത്, രണ്ട് അറ്റത്തും പോസിറ്റീവ് വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുന്നു), LED ആനോഡിൽ നിന്ന് കാഥോഡിലേക്ക് കറന്റ് ഒഴുകുമ്പോൾ, അർദ്ധചാലക ക്രിസ്റ്റൽ അൾട്രാവയലറ്റ് മുതൽ ഇൻഫ്രാറെഡ് വരെ വ്യത്യസ്ത നിറങ്ങളുടെ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.പ്രകാശത്തിന്റെ തീവ്രത വൈദ്യുതധാരയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.