એલઇડી શું છે, તેના ઓપરેશનના સિદ્ધાંત, પ્રકારો અને મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ

એલઈડી ઝડપથી અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાઓને વિસ્થાપિત કરે છે લગભગ તમામ ક્ષેત્રોમાં જ્યાં તેમની સ્થિતિ અચળ લાગતી હતી. સેમિકન્ડક્ટર તત્વોના સ્પર્ધાત્મક લાભો ખાતરીપૂર્વક હતા: ઓછી કિંમત, લાંબી સેવા જીવન અને, સૌથી અગત્યનું, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા. જ્યારે લેમ્પ્સમાં 5% થી વધુ કાર્યક્ષમતા ન હતી, ત્યારે કેટલાક LED ઉત્પાદકો ઓછામાં ઓછી 60% વીજળીના પ્રકાશમાં રૂપાંતર જાહેર કરે છે. આ નિવેદનોની સત્યતા માર્કેટર્સના અંતરાત્મા પર રહે છે, પરંતુ સેમિકન્ડક્ટર તત્વોના ગ્રાહક ગુણધર્મોના ઝડપી વિકાસમાં કોઈને શંકા નથી.

એલઇડી શું છે અને તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

લાઇટ-એમિટિંગ ડાયોડ (LED) એ સામાન્ય છે સેમિકન્ડક્ટર ડાયોડસ્ફટિકોમાંથી બનાવેલ:

• ગેલિયમ આર્સેનાઇડ, ઇન્ડિયમ ફોસ્ફાઇડ અથવા ઝીંક સેલેનાઇડ - ઓપ્ટિકલ રેન્જ ઉત્સર્જકો માટે;
• ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ - અલ્ટ્રાવાયોલેટ શ્રેણીના ઉપકરણો માટે;
• લીડ સલ્ફાઇડ - ઇન્ફ્રારેડ રેન્જમાં ફેલાયેલા તત્વો માટે.

આ સામગ્રીઓની પસંદગી એ હકીકતને કારણે છે કે જ્યારે ડાયરેક્ટ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે તેમાંથી બનેલા ડાયોડનું p-n જંકશન પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે. પરંપરાગત સિલિકોન અથવા જર્મેનિયમ ડાયોડ્સ ખૂબ ઓછી લ્યુમિનેસેન્સ દર્શાવે છે.

એલઇડી ઉત્સર્જન સેમિકન્ડક્ટર તત્વની ગરમીની ડિગ્રી સાથે સંબંધિત નથી, તે ચાર્જ કેરિયર્સ (ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો) ના પુનઃસંયોજન દરમિયાન એક ઊર્જા સ્તરથી બીજામાં ઇલેક્ટ્રોનના સંક્રમણને કારણે થાય છે. પરિણામી પ્રકાશ મોનોક્રોમેટિક છે.

આવા કિરણોત્સર્ગની વિશિષ્ટતા એ ખૂબ જ સાંકડી સ્પેક્ટ્રમ છે, અને પ્રકાશ ફિલ્ટર્સ સાથે ઇચ્છિત રંગને અલગ પાડવો મુશ્કેલ છે. અને આ ઉત્પાદન સિદ્ધાંત સાથે કેટલાક ગ્લો રંગો (સફેદ, વાદળી) અપ્રાપ્ય છે. તેથી, હાલમાં વ્યાપક ટેકનોલોજી જેમાં LED ની બાહ્ય સપાટી ફોસ્ફરથી ઢંકાયેલી હોય છે અને તેની ગ્લો p-n જંકશનના ઉત્સર્જન દ્વારા શરૂ થાય છે (જે દૃશ્યમાન અથવા યુવી શ્રેણીમાં હોઈ શકે છે).

એલઇડીની ડિઝાઇન

LED મૂળ રીતે પરંપરાગત ડાયોડની જેમ જ ડિઝાઇન કરવામાં આવી હતી - એક p-n જંકશન અને બે લીડ્સ. ગ્લોનું અવલોકન કરવા માટે પારદર્શક બારી સાથે માત્ર પારદર્શક સંયોજન અથવા ધાતુની બનેલી બોડી. પરંતુ તેઓએ ઉપકરણ શેલમાં વધારાના તત્વો કેવી રીતે બનાવવું તે શીખ્યા. દાખ્લા તરીકે, રેઝિસ્ટર - એલઇડી ચાલુ કરવા માટે બાહ્ય સ્ટ્રેપિંગ વિના જરૂરી વોલ્ટેજ (12 V, 220 V) ના સર્કિટમાં. અથવા ફ્લેશિંગ પ્રકાશ ઉત્સર્જિત તત્વો બનાવવા માટે વિભાજક સાથે જનરેટર. ઉપરાંત, શરીર ફોસ્ફર સાથે કોટેડ હતું, જે p-n જંકશનને સળગાવવામાં આવે ત્યારે ચમકે છે - તેથી તે LED ની ક્ષમતાઓને વિસ્તૃત કરવામાં સક્ષમ હતું.

લીડ-ફ્રી રેડિયો તત્વો પર સ્વિચ કરવાના વલણે એલઇડી છોડ્યું નથી. ઉત્પાદન તકનીકના ફાયદા સાથે, SMD ઉપકરણો લાઇટિંગ તકનીકમાં ઝડપથી બજાર હિસ્સો મેળવી રહ્યા છે. આ તત્વોમાં કોઈ લીડ્સ નથી. P-n જંકશન સિરામિક બેઝ પર માઉન્ટ થયેલ છે, સંયોજનથી ભરેલું છે અને ફોસ્ફર સાથે કોટેડ છે.વોલ્ટેજ સંપર્ક પેડ્સ દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવે છે.

હાલમાં, લાઇટિંગ ઉપકરણો COB-ટેકનોલોજી દ્વારા બનાવેલા એલઇડીથી સજ્જ થવા લાગ્યા. તેનો સાર એ છે કે એક પ્લેટ પર મેટ્રિક્સમાં જોડાયેલા ઘણા (2-3 થી સેંકડો સુધી) p-n જંકશન માઉન્ટ થયેલ છે. દરેક વસ્તુની ટોચ પર એક જ હાઉસિંગમાં મૂકવામાં આવે છે (અથવા એસએમડી મોડ્યુલ બનાવે છે) અને ફોસ્ફરથી આવરી લેવામાં આવે છે. આ તકનીકમાં મોટી સંભાવનાઓ છે, પરંતુ તે એલઇડીના અન્ય સંસ્કરણોને સંપૂર્ણપણે વિસ્થાપિત કરે તેવી શક્યતા નથી.

કયા પ્રકારના એલઇડી અસ્તિત્વમાં છે અને તેનો ક્યાં ઉપયોગ થાય છે

ઓપ્ટિકલ રેન્જ LEDs નો ઉપયોગ સંકેત તત્વો તરીકે અને લાઇટિંગ ઉપકરણો તરીકે થાય છે. દરેક વિશેષતા માટે વિવિધ આવશ્યકતાઓ છે.

સૂચક એલઈડી

સૂચક એલઇડીનું કાર્ય ઉપકરણની સ્થિતિ (પાવર સપ્લાય, એલાર્મ, સેન્સર એક્ટ્યુએશન, વગેરે) દર્શાવવાનું છે. આ ક્ષેત્રમાં p-n જંકશન ગ્લો સાથે LED નો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. ફોસ્ફોર્સ સાથેના ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવા માટે પ્રતિબંધિત નથી, પરંતુ ત્યાં કોઈ વિશેષ બિંદુ નથી. અહીં તેજ પ્રથમ સ્થાને નથી. કોન્ટ્રાસ્ટ અને વાઈડ વ્યુઈંગ એંગલ એ પ્રાથમિકતા છે. ઉપકરણોની પેનલ્સ પર એલઇડી (સાચું છિદ્ર), બોર્ડ પર - એલઇડી અને એસએમડીનો ઉપયોગ થાય છે.

લાઇટિંગ એલઇડી

લાઇટિંગ માટે, તેનાથી વિપરીત, મોટે ભાગે ફોસ્ફોર્સવાળા તત્વોનો ઉપયોગ થાય છે. આ પૂરતા પ્રમાણમાં તેજસ્વી પ્રવાહ અને કુદરતીની નજીકના રંગોને મંજૂરી આપે છે. આ વિસ્તારમાંથી આઉટપુટ LEDs વ્યવહારીક રીતે SMD તત્વો દ્વારા સ્ક્વિઝ કરવામાં આવે છે. COB LED નો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.

એક અલગ કેટેગરીમાં ઓપ્ટિકલ અથવા ઇન્ફ્રારેડ રેન્જમાં સિગ્નલો પ્રસારિત કરવા માટે રચાયેલ ઉપકરણોને ફાળવી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઘરગથ્થુ ઉપકરણો માટે અથવા સુરક્ષા ઉપકરણો માટે દૂરસ્થ નિયંત્રણ ઉપકરણો માટે. અને યુવી તત્વોનો ઉપયોગ કોમ્પેક્ટ યુવી સ્ત્રોતો (ચલણ ડિટેક્ટર, જૈવિક સામગ્રી, વગેરે) માટે થઈ શકે છે.

એલઇડીની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ

કોઈપણ ડાયોડની જેમ, એલઇડીમાં સામાન્ય, "ડાયોડ" લાક્ષણિકતાઓ હોય છે. પરિમાણોને મર્યાદિત કરો, જેમાંથી વધુ ઉપકરણની નિષ્ફળતા તરફ દોરી જાય છે:

• મહત્તમ સ્વીકાર્ય ફોરવર્ડ વર્તમાન;
• મહત્તમ સ્વીકાર્ય ફોરવર્ડ વોલ્ટેજ;
• મહત્તમ સ્વીકાર્ય રિવર્સ વોલ્ટેજ.

અન્ય લાક્ષણિકતાઓ "ડાયોડ" વિશિષ્ટ છે.

ગ્લોનો રંગ

લ્યુમિનેસેન્સનો રંગ - આ પરિમાણ ઓપ્ટિકલ રેન્જ LEDs ને દર્શાવે છે. મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, લ્યુમિનાયર્સ વિવિધ સાથે સફેદ હોય છે પ્રકાશ તાપમાન. સૂચક લાઇટ માટે દૃશ્યમાન રંગ શ્રેણી કોઈપણ હોઈ શકે છે.

તરંગલંબાઇ

આ પરિમાણ અમુક હદ સુધી પાછલા એકનું ડુપ્લિકેટ કરે છે, પરંતુ બે આરક્ષણો સાથે:

• આઇઆર અને યુવી રેન્જમાંના ઉપકરણોમાં દૃશ્યમાન રંગ નથી, તેથી તેમના માટે આ લાક્ષણિકતા એકમાત્ર છે જે રેડિયેશનના સ્પેક્ટ્રમને લાક્ષણિકતા આપે છે;
• આ પરિમાણ સીધા ઉત્સર્જનવાળા એલઇડી માટે વધુ લાગુ પડે છે - ફોસ્ફોર્સવાળા તત્વો વિશાળ બેન્ડમાં ઉત્સર્જન કરે છે, તેથી તેમની લ્યુમિનેસેન્સ તરંગલંબાઇ દ્વારા સ્પષ્ટ રીતે દર્શાવી શકાતી નથી (સફેદ રંગમાં તરંગલંબાઇ શું હોઈ શકે?).

તેથી, ઉત્સર્જિત તરંગલંબાઇની તરંગલંબાઇ એ એક જગ્યાએ માહિતીપ્રદ આકૃતિ છે.

વર્તમાન વપરાશ

વર્તમાન વપરાશ એ ઓપરેટિંગ વર્તમાન છે કે જેના પર ઉત્સર્જનની તેજસ્વીતા શ્રેષ્ઠ છે. જો તે સહેજ ઓળંગાઈ જાય, તો ઉપકરણ ટૂંક સમયમાં તૂટી જશે નહીં - અને આ મહત્તમ અનુમતિથી તફાવત છે. તેને ઘટાડવું પણ અનિચ્છનીય છે - રેડિયેશનની તીવ્રતા ઘટશે.

શક્તિ

પાવર વપરાશ - અહીં બધું સરળ છે. પ્રત્યક્ષ પ્રવાહ પર તે ફક્ત લાગુ કરેલ વોલ્ટેજ દ્વારા વર્તમાન વપરાશનું ઉત્પાદન છે. આ ખ્યાલમાં મૂંઝવણ લાઇટિંગના ઉત્પાદકો દ્વારા કરવામાં આવે છે, પેકેજિંગ પર મોટી સંખ્યામાં સમકક્ષ શક્તિ - અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાઓની શક્તિ, જેનો તેજસ્વી પ્રવાહ દીવોના પ્રવાહ જેટલો હોય છે.

દૃશ્યમાન ઘન કોણ

દૃશ્યમાન ઘન કોણ પ્રકાશ સ્ત્રોતના કેન્દ્રમાંથી આવતા શંકુ તરીકે શ્રેષ્ઠ રીતે રજૂ થાય છે. આ પરિમાણ શંકુના ઉદઘાટનના કોણ જેટલું છે. સૂચક LEDs માટે, તે નક્કી કરે છે કે એલાર્મનું ટ્રિગરિંગ બાજુથી કેવી રીતે જોવામાં આવશે. પ્રકાશિત તત્વો માટે, તે તેજસ્વી પ્રવાહ નક્કી કરે છે.

મહત્તમ પ્રકાશની તીવ્રતા

ઉપકરણની તકનીકી લાક્ષણિકતાઓમાં મહત્તમ પ્રકાશની તીવ્રતા કેન્ડેલામાં નિર્દિષ્ટ કરવામાં આવી છે. પરંતુ વ્યવહારમાં તે તેજસ્વી પ્રવાહના ખ્યાલ સાથે કામ કરવા માટે વધુ અનુકૂળ છે. લ્યુમિનસ ફ્લક્સ (લ્યુમેન્સમાં) સ્પષ્ટ ઘન કોણ દ્વારા પ્રકાશની તીવ્રતા (કેન્ડેલામાં) ના ઉત્પાદન સમાન છે. સમાન પ્રકાશની તીવ્રતાવાળા બે એલઈડી જુદા જુદા ખૂણા પર અલગ અલગ પ્રકાશ આપે છે. કોણ જેટલો મોટો, તેટલો તેજસ્વી પ્રવાહ વધારે. લાઇટિંગ સિસ્ટમ્સની ગણતરી કરવા માટે આ વધુ અનુકૂળ છે.

વોલ્ટેજ ડ્રોપ

ફોરવર્ડ વોલ્ટેજ ડ્રોપ એ વોલ્ટેજ છે જે LED જ્યારે ખુલ્લું હોય ત્યારે તેના પર પડે છે. તે જાણીને, તમે પ્રકાશ-ઉત્સર્જન તત્વોની શ્રેણી ખોલવા માટે જરૂરી વોલ્ટેજની ગણતરી કરી શકો છો, ઉદાહરણ તરીકે.

એલઇડીને કયા વોલ્ટેજ માટે રેટ કરવામાં આવે છે તે કેવી રીતે જાણવું

એલઇડીનું રેટ કરેલ વોલ્ટેજ શોધવાનો સૌથી સહેલો રસ્તો એ છે કે સંદર્ભ પુસ્તકોનો સંપર્ક કરવો. પરંતુ જો તમને ચિહ્નિત કર્યા વિના અજાણ્યા મૂળનું ઉપકરણ મળ્યું હોય, તો તમે તેને નિયંત્રિત પાવર સપ્લાય સાથે કનેક્ટ કરી શકો છો અને વોલ્ટેજને શૂન્યથી સરળતાથી વધારી શકો છો. ચોક્કસ વોલ્ટેજ પર LED તેજસ્વી રીતે ફ્લેશ થશે. આ તત્વનું કાર્યકારી વોલ્ટેજ છે. આ પરીક્ષણ કરતી વખતે ધ્યાનમાં રાખવાની કેટલીક ઘોંઘાટ છે:

• પરીક્ષણ હેઠળનું ઉપકરણ બિલ્ટ-ઇન રેઝિસ્ટર સાથે હોઈ શકે છે અને પૂરતા પ્રમાણમાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ (220 V સુધી) માટે રચાયેલ હોઈ શકે છે - દરેક પાવર સપ્લાયમાં આવી નિયમન શ્રેણી હોતી નથી;
• LED નું ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રમ (UV અથવા IR) ના દૃશ્યમાન ભાગની બહાર હોઈ શકે છે - પછી ઇગ્નીશનની ક્ષણ દૃષ્ટિની રીતે શોધી શકાતી નથી (જોકે કેટલાક કિસ્સાઓમાં IR ઉપકરણની ગ્લો સ્માર્ટફોન કેમેરા દ્વારા જોઈ શકાય છે);
• ધ્રુવીયતાના કડક પાલન સાથે તત્વને ડીસી વોલ્ટેજ સ્ત્રોત સાથે કનેક્ટ કરો, અન્યથા ઉપકરણની ક્ષમતાઓ કરતાં વધુ, રિવર્સ વોલ્ટેજ સાથે એલઇડીને ઓપરેશનમાંથી બહાર લાવવાનું સરળ છે.

જો તમને એલિમેન્ટની પિન વિશે ખાતરી ન હોય, તો વોલ્ટેજને 3...3.5V સુધી વધારવું વધુ સારું છે, જો LED પ્રકાશમાં ન આવે તો - વોલ્ટેજ દૂર કરો, સ્ત્રોત ધ્રુવોના જોડાણને ઉલટાવો અને પ્રક્રિયાને પુનરાવર્તિત કરો.

એલઇડીની ધ્રુવીયતા કેવી રીતે શોધવી

લીડ્સની ધ્રુવીયતા નક્કી કરવા માટે ઘણી પદ્ધતિઓ છે.

1. લીડલેસ એલિમેન્ટ્સ (સીઓબી સહિત) સાથે, સપ્લાય વોલ્ટેજની ધ્રુવીયતા સીધી કેસ પર સૂચવવામાં આવે છે - પ્રતીકો દ્વારા અથવા શેલ પરના ટેક્સ દ્વારા.
2. LED માં સામાન્ય p-n જંકશન હોવાથી, તેને ડાયોડ ટેસ્ટ મોડમાં મલ્ટિમીટર વડે પ્રોબ કરી શકાય છે. કેટલાક પરીક્ષકો પાસે માપન વોલ્ટેજ હોય ​​છે જે LED ને પ્રકાશવા માટે પૂરતું હોય છે. પછી તત્વની ગ્લો દ્વારા સાચા જોડાણને દૃષ્ટિની રીતે ચકાસી શકાય છે.
3. ધાતુના કેસમાં કેટલાક CCCP સાધનોમાં કેથોડની નજીક કી (પ્રોટ્રુઝન) હતી.
4. લીડ તત્વો સાથે કેથોડ લીડ લાંબી હોય છે. આ વિશેષતા દ્વારા માત્ર અનસોલ્ડર તત્વોને ઓળખી શકાય છે. વપરાયેલ એલઇડી સાથે, પિન કોઈપણ રીતે ઇન્સ્ટોલ કરવા માટે ટૂંકા અને વાંકા કરવામાં આવે છે.
5. છેલ્લે, નું સ્થાન શોધવા માટે એનોડ અને કેથોડ તે જ પદ્ધતિ દ્વારા શક્ય છે જેનો ઉપયોગ એલઇડીનું વોલ્ટેજ નક્કી કરવા માટે થાય છે. જો તત્વ યોગ્ય રીતે ચાલુ હોય તો જ લ્યુમિનેસેન્સ શક્ય બનશે - સ્ત્રોતના માઈનસમાં કેથોડ, પ્લસમાં એનોડ.

ટેકનોલોજીનો વિકાસ સ્થિર નથી. કેટલાક દાયકાઓ પહેલા, લેબોરેટરી પ્રયોગો માટે એલઇડી એક મોંઘું રમકડું હતું. હવે તેના વિના જીવનની કલ્પના કરવી મુશ્કેલ છે. આગળ શું થશે - સમય કહેશે.

સંબંધિત લેખો: