LED বাতির অপারেটিং নীতি

LED হল একটি কঠিন অবস্থার সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস যা বৈদ্যুতিক শক্তিকে দৃশ্যমান আলোতে রূপান্তর করতে পারে। এটি সরাসরি বিদ্যুৎকে আলোতে রূপান্তর করতে পারে। LED এর হার্ট একটি সেমিকন্ডাক্টর চিপ। চিপের এক প্রান্ত একটি বন্ধনীর সাথে সংযুক্ত থাকে, এক প্রান্তটি একটি ঋণাত্মক মেরু এবং অন্য প্রান্তটি বিদ্যুৎ সরবরাহের ধনাত্মক খুঁটির সাথে সংযুক্ত থাকে, যাতে পুরো চিপটি ইপোক্সি রজন দ্বারা আবদ্ধ থাকে।

সেমিকন্ডাক্টর চিপ দুটি অংশ নিয়ে গঠিত। একটি অংশ হল একটি পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর, যার মধ্যে গর্তগুলি প্রভাবশালী, এবং অন্য প্রান্তটি একটি এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর, যেখানে ইলেক্ট্রনগুলি প্রভাবশালী। কিন্তু যখন এই দুটি অর্ধপরিবাহী সংযুক্ত থাকে, তখন তাদের মধ্যে একটি P-N সংযোগস্থল তৈরি হয়। যখন বিদ্যুৎ তারের মাধ্যমে চিপে কাজ করে, তখন ইলেকট্রনগুলিকে P এলাকায় ঠেলে দেওয়া হবে, যেখানে ইলেকট্রনগুলি গর্তের সাথে পুনরায় মিলিত হবে এবং তারপর ফোটনের আকারে শক্তি নির্গত করবে। এই নীতিLED আলোনির্গমন আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য, অর্থাৎ আলোর রঙ সেই উপাদান দ্বারা নির্ধারিত হয় যা P-N জংশন গঠন করে।

LED সরাসরি লাল, হলুদ, নীল, সবুজ, সবুজ, কমলা, বেগুনি এবং সাদা আলো নির্গত করতে পারে।

প্রথমে, LED যন্ত্র এবং মিটারের নির্দেশক আলোর উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হত। পরবর্তীতে, বিভিন্ন হালকা রঙের এলইডি ট্র্যাফিক লাইট এবং বৃহৎ এলাকা প্রদর্শনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যা ভাল অর্থনৈতিক ও সামাজিক সুবিধা তৈরি করে। একটি উদাহরণ হিসাবে 12 ইঞ্চি লাল ট্রাফিক সিগন্যাল বাতি নিন। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, দীর্ঘ জীবন এবং কম আলোকিত দক্ষতা সহ 140 ওয়াটের ভাস্বর বাতিটি মূলত আলোর উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল, যা 2000 লোমেন সাদা আলো তৈরি করেছিল। লাল ফিল্টারের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে, আলোর ক্ষতি 90% হয়, লাল আলোর মাত্র 200 টি লুমেন বাকি থাকে। নতুন ডিজাইন করা বাতিতে, Lumileds সার্কিট লস সহ 18 টি লাল LED আলোর উত্স ব্যবহার করে৷ মোট শক্তি খরচ 14 ওয়াট, যা একই আলোকিত প্রভাব তৈরি করতে পারে। অটোমোবাইল সিগন্যাল ল্যাম্পও এলইডি আলোর উত্স প্রয়োগের একটি গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্র।

সাধারণ আলোর জন্য, মানুষের আরও সাদা আলোর উত্স প্রয়োজন। 1998 সালে, সাদা LED সফলভাবে বিকশিত হয়েছিল। এই এলইডি GaN চিপ এবং ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গারনেট (YAG) একসাথে প্যাকেজিং করে তৈরি করা হয়েছে। GaN চিপ নীল আলো নির্গত করে（λ P=465nm, Wd=30nm), উচ্চ তাপমাত্রায় Ce3+ সিন্টারযুক্ত YAG ফসফর এই নীল আলো দ্বারা উত্তেজিত হওয়ার পর হলুদ আলো নির্গত করে, যার সর্বোচ্চ মান 550n LED বাতি m। নীল এলইডি সাবস্ট্রেটটি বাটি আকৃতির প্রতিফলন গহ্বরে ইনস্টল করা হয়েছে, যা YAG-এর সাথে মিশ্রিত রজনের পাতলা স্তর দিয়ে আবৃত, প্রায় 200-500nm। এলইডি সাবস্ট্রেটের নীল আলো আংশিকভাবে ফসফর দ্বারা শোষিত হয়, এবং নীল আলোর অন্য অংশটি সাদা আলো পেতে ফসফর থেকে হলুদ আলোর সাথে মিশ্রিত হয়।

InGaN/YAG সাদা LED-এর জন্য, YAG ফসফরের রাসায়নিক গঠন পরিবর্তন করে এবং ফসফর স্তরের পুরুত্ব সামঞ্জস্য করে, 3500-10000K রঙের তাপমাত্রা সহ বিভিন্ন সাদা আলো পাওয়া যেতে পারে। নীল LED এর মাধ্যমে সাদা আলো পাওয়ার এই পদ্ধতিতে সহজ কাঠামো, কম খরচে এবং উচ্চ প্রযুক্তির পরিপক্কতার সুবিধা রয়েছে, তাই এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।