కాంతి-ఉద్గార డయోడ్ల ఉపయోగం మరియు సూత్ర విశ్లేషణ

2021-12-28

కాంతి-ఉద్గార డయోడ్ (LED) అనేది గాలియం ఫాస్ఫైడ్ (GaP) వంటి సెమీకండక్టర్ పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన కాంతి-ఉద్గార ప్రదర్శన పరికరం, ఇది నేరుగా విద్యుత్ శక్తిని కాంతి శక్తిగా మార్చగలదు. ఒక నిర్దిష్ట కరెంట్ దాని గుండా వెళుతున్నప్పుడు, అది కాంతిని విడుదల చేస్తుంది.
కాంతి-ఉద్గార డయోడ్‌లు కూడా సాధారణ డయోడ్‌ల వలె PN నిర్మాణంతో తయారు చేయబడ్డాయి మరియు అవి ఏకదిశాత్మక వాహకతను కూడా కలిగి ఉంటాయి. ఇది విద్యుత్ సరఫరా సూచన లేదా స్థాయి సూచన కోసం వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్‌లు, గృహోపకరణాలు, మీటర్లు మరియు ఇతర పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
(1) లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్‌లు సూచిక దీపాలుగా ఉపయోగించబడతాయి. కాంతి-ఉద్గార డయోడ్ల యొక్క సాధారణ అప్లికేషన్ సర్క్యూట్ చిత్రంలో చూపబడింది. R అనేది కరెంట్-పరిమితం చేసే రెసిస్టర్, మరియు I అనేది లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్ ద్వారా ఫార్వర్డ్ కరెంట్. కాంతి-ఉద్గార డయోడ్‌ల ట్యూబ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ సాధారణంగా సాధారణ డయోడ్‌ల కంటే పెద్దది, దాదాపు 2V, మరియు విద్యుత్ సరఫరా వోల్టేజ్ లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్‌లు సాధారణంగా పని చేయడానికి ట్యూబ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి.
AC పవర్ ఇండికేటర్ సర్క్యూట్‌లలో కాంతి-ఉద్గార డయోడ్‌లు ఉపయోగించబడతాయి. VD1 అనేది రెక్టిఫైయర్ డయోడ్, VD2 అనేది కాంతి-ఉద్గార డయోడ్, R అనేది కరెంట్-లిమిటింగ్ రెసిస్టర్ మరియు T అనేది పవర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్.
(2) లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్‌లను లైట్ ఎమిటింగ్ ట్యూబ్‌లుగా ఉపయోగిస్తారు. ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రిమోట్ కంట్రోలర్‌లు, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ వైర్‌లెస్ హెడ్‌ఫోన్‌లు, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ అలారాలు మరియు ఇతర సర్క్యూట్‌లలో, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్‌లను లైట్ ఎమిటింగ్ ట్యూబ్‌లుగా ఉపయోగిస్తారు, VT అనేది స్విచ్ మాడ్యులేటింగ్ ట్రాన్సిస్టర్ మరియు VD అనేది ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్. సిగ్నల్ సోర్స్ VT ద్వారా VDని డ్రైవ్ చేస్తుంది మరియు మాడ్యులేట్ చేస్తుంది, తద్వారా VD మాడ్యులేటెడ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లైట్‌ని బయటికి విడుదల చేస్తుంది.
కాంతి-ఉద్గార డయోడ్ల యొక్క సూత్ర విశ్లేషణ
ఇది ఒక రకమైన సెమీకండక్టర్ డయోడ్, ఇది విద్యుత్ శక్తిని కాంతి శక్తిగా మార్చగలదు. కాంతి-ఉద్గార డయోడ్ సాధారణ టూ-పోల్ LED చిప్ యొక్క డెవలప్‌మెంట్ ట్యూబ్ వంటి PN జంక్షన్‌తో కూడి ఉంటుంది మరియు ఇది ఏకదిశాత్మక వాహకతను కూడా కలిగి ఉంటుంది. కాంతి-ఉద్గార డయోడ్‌కు ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, P ప్రాంతం నుండి N ప్రాంతానికి ఇంజెక్ట్ చేయబడిన రంధ్రాలు మరియు N ప్రాంతం నుండి P ప్రాంతానికి ఇంజెక్ట్ చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్లు వరుసగా N ప్రాంతంలోని ఎలక్ట్రాన్‌లు మరియు శూన్యాలతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. PN జంక్షన్ యొక్క కొన్ని మైక్రాన్ల లోపల P ప్రాంతంలో. రంధ్రాలు తిరిగి కలపడం మరియు ఆకస్మిక ఉద్గార ఫ్లోరోసెన్స్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. వివిధ సెమీకండక్టర్ పదార్థాలలో ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాల శక్తి స్థితులు భిన్నంగా ఉంటాయి. ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు తిరిగి కలిసినప్పుడు, విడుదలయ్యే శక్తి కొంత భిన్నంగా ఉంటుంది. ఎక్కువ శక్తి విడుదలైతే, విడుదలయ్యే కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం తక్కువగా ఉంటుంది. సాధారణంగా ఎరుపు, ఆకుపచ్చ లేదా పసుపు కాంతిని విడుదల చేసే డయోడ్‌లను ఉపయోగిస్తారు. కాంతి-ఉద్గార డయోడ్ యొక్క రివర్స్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ 5 వోల్ట్ల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. దాని ఫార్వర్డ్ వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణ వక్రరేఖ చాలా నిటారుగా ఉంటుంది మరియు డయోడ్ ద్వారా కరెంట్‌ను నియంత్రించడానికి కరెంట్-పరిమితం చేసే రెసిస్టర్‌తో సిరీస్‌లో దీనిని తప్పనిసరిగా ఉపయోగించాలి. ప్రస్తుత-పరిమితం చేసే ప్రతిఘటన R క్రింది సూత్రం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది
R=(Eï¼ UF)/IF

E అంటే విద్యుత్ సరఫరా వోల్టేజ్, UF అనేది LED యొక్క ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ మరియు IF అనేది LED యొక్క సాధారణ ఆపరేటింగ్ కరెంట్. కాంతి-ఉద్గార డయోడ్ యొక్క ప్రధాన భాగం P- రకం సెమీకండక్టర్ మరియు N- రకం సెమీకండక్టర్‌తో కూడిన పొర. P-రకం సెమీకండక్టర్ మరియు N-రకం సెమీకండక్టర్ మధ్య పరివర్తన పొర ఉంది, దీనిని PN జంక్షన్ అంటారు. నిర్దిష్ట సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్స్ యొక్క PN జంక్షన్‌లో, ఇంజెక్ట్ చేయబడిన మైనారిటీ క్యారియర్లు మరియు మెజారిటీ క్యారియర్లు తిరిగి కలిసినప్పుడు, అదనపు శక్తి కాంతి రూపంలో విడుదల చేయబడుతుంది, తద్వారా విద్యుత్ శక్తిని నేరుగా కాంతి శక్తిగా మారుస్తుంది. PN జంక్షన్‌కు రివర్స్ వోల్టేజ్ వర్తింపజేయడంతో, మైనారిటీ క్యారియర్‌లను ఇంజెక్ట్ చేయడం కష్టం, కాబట్టి ఇది కాంతిని విడుదల చేయదు. ఇంజెక్షన్ ఎలక్ట్రోల్యూమినిసెన్స్ సూత్రం ద్వారా తయారు చేయబడిన ఈ రకమైన డయోడ్‌ను కాంతి-ఉద్గార డయోడ్ అంటారు, దీనిని సాధారణంగా LED అని పిలుస్తారు. ఇది సానుకూల పని స్థితిలో ఉన్నప్పుడు (అంటే, రెండు చివరలకు సానుకూల వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది), LED యానోడ్ నుండి కాథోడ్‌కు కరెంట్ ప్రవహించినప్పుడు, సెమీకండక్టర్ క్రిస్టల్ అతినీలలోహిత నుండి ఇన్‌ఫ్రారెడ్ వరకు వివిధ రంగుల కాంతిని విడుదల చేస్తుంది మరియు తీవ్రత కాంతి ప్రస్తుతానికి సంబంధించినది.