एल ई डी तेजी से गरमागरम लैंप को विस्थापित कर रहे हैं लगभग सभी क्षेत्रों में जहां उनकी स्थिति अडिग नजर आई। अर्धचालक तत्वों के प्रतिस्पर्धी लाभ आश्वस्त थे: कम लागत, लंबी सेवा जीवन, और, सबसे महत्वपूर्ण बात, उच्च दक्षता। जबकि लैंप में 5% से अधिक दक्षता नहीं थी, कुछ एलईडी निर्माता खपत की गई बिजली के कम से कम 60% के प्रकाश में रूपांतरण की घोषणा करते हैं। इन कथनों की सत्यता विपणक के विवेक पर बनी हुई है, लेकिन अर्धचालक तत्वों के उपभोक्ता गुणों का तेजी से विकास किसी को संदेह नहीं है।
विषय
LED क्या है और यह कैसे काम करती है
एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) एक साधारण है अर्धचालक डायोडक्रिस्टल से बना:
- गैलियम आर्सेनाइड, इंडियम फॉस्फाइड या जिंक सेलेनाइड - ऑप्टिकल रेंज एमिटर के लिए;
- गैलियम नाइट्राइड - पराबैंगनी श्रेणी के उपकरणों के लिए;
- लेड सल्फाइड - इन्फ्रारेड रेंज में विकिरण करने वाले तत्वों के लिए।
इन सामग्रियों की पसंद इस तथ्य के कारण है कि उनसे बने डायोड का पी-एन जंक्शन प्रत्यक्ष वोल्टेज लागू होने पर प्रकाश उत्सर्जित करता है। पारंपरिक सिलिकॉन या जर्मेनियम डायोड बहुत कम ल्यूमिनेसेंस प्रदर्शित करते हैं।
एलईडी उत्सर्जन अर्धचालक तत्व के ताप की डिग्री से संबंधित नहीं है, यह चार्ज वाहक (इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों) के पुनर्संयोजन के दौरान इलेक्ट्रॉनों के एक ऊर्जा स्तर से दूसरे में संक्रमण के कारण होता है। परिणामी प्रकाश मोनोक्रोमैटिक है।
इस तरह के विकिरण की ख़ासियत एक बहुत ही संकीर्ण स्पेक्ट्रम है, और वांछित रंग को हल्के फिल्टर से अलग करना मुश्किल है। और इस निर्माण सिद्धांत के साथ कुछ चमकदार रंग (सफेद, नीला) अप्राप्य है। इसलिए, वर्तमान में व्यापक तकनीक जिसमें एलईडी की बाहरी सतह फॉस्फोर से ढकी हुई है और इसकी चमक पी-एन जंक्शन (जो दृश्यमान या यूवी रेंज में हो सकती है) के उत्सर्जन से शुरू होती है।
एक एलईडी का डिजाइन
एक एलईडी को मूल रूप से एक पारंपरिक डायोड के समान ही डिजाइन किया गया था - एक पी-एन जंक्शन और दो लीड। चमक का निरीक्षण करने के लिए पारदर्शी खिड़की के साथ पारदर्शी यौगिक या धातु से बना केवल एक शरीर। लेकिन उन्होंने सीखा कि डिवाइस शेल में अतिरिक्त तत्वों का निर्माण कैसे किया जाता है। उदाहरण के लिए, प्रतिरोधक - एलईडी चालू करने के लिए बाहरी स्ट्रैपिंग के बिना आवश्यक वोल्टेज (12 वी, 220 वी) के सर्किट में। या एक विभक्त के साथ एक जनरेटर चमकती प्रकाश उत्सर्जक तत्व बनाने के लिए। इसके अलावा, शरीर को फॉस्फोर के साथ लेपित किया गया था, जो पी-एन जंक्शन के प्रज्वलित होने पर चमकता है - इसलिए यह एल ई डी की क्षमताओं का विस्तार करने में सक्षम था।
लीड-फ्री रेडियो तत्वों पर स्विच करने की प्रवृत्ति ने एल ई डी को नहीं छोड़ा है। उत्पादन तकनीक के लाभ के साथ एसएमडी उपकरण तेजी से प्रकाश प्रौद्योगिकी में बाजार हिस्सेदारी हासिल कर रहे हैं। इन तत्वों में कोई लीड नहीं है। पी-एन जंक्शन एक सिरेमिक बेस पर लगाया जाता है, जो यौगिक से भरा होता है और फॉस्फोर के साथ लेपित होता है।संपर्क पैड के माध्यम से वोल्टेज की आपूर्ति की जाती है।
वर्तमान में, प्रकाश उपकरणों को COB-प्रौद्योगिकी द्वारा बनाए गए LED से सुसज्जित किया जाने लगा। इसका सार यह है कि एक प्लेट पर एक मैट्रिक्स में जुड़े कई (2-3 से सैकड़ों तक) पी-एन जंक्शन लगाए जाते हैं। सब कुछ के ऊपर एक एकल आवास (या एक एसएमडी मॉड्यूल का गठन) में रखा गया है और फॉस्फर के साथ कवर किया गया है। इस तकनीक में बहुत संभावनाएं हैं, लेकिन एल ई डी के अन्य संस्करणों को पूरी तरह से विस्थापित करने की संभावना नहीं है।
किस प्रकार के एल ई डी मौजूद हैं और उनका उपयोग कहाँ किया जाता है
ऑप्टिकल रेंज एल ई डी का उपयोग संकेत तत्वों और प्रकाश उपकरणों के रूप में किया जाता है। प्रत्येक विशेषता के लिए अलग-अलग आवश्यकताएं हैं।
संकेतक एलईडी
एक संकेतक एलईडी का कार्य एक डिवाइस की स्थिति (बिजली की आपूर्ति, अलार्म, सेंसर एक्ट्यूएशन, आदि) को इंगित करना है। इस क्षेत्र में पी-एन जंक्शन चमक के साथ एलईडी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। फॉस्फोरस वाले उपकरणों का उपयोग निषिद्ध नहीं है, लेकिन कोई विशेष बिंदु नहीं है। यहां चमक पहले स्थान पर नहीं है। कंट्रास्ट और वाइड व्यूइंग एंगल प्राथमिकता है। उपकरणों के पैनलों पर एलईडी (सच्चा छेद) का उपयोग किया जाता है, बोर्डों पर - एलईडी और एसएमडी।
प्रकाश एलईडी
प्रकाश के लिए, इसके विपरीत, ज्यादातर फॉस्फोरस वाले तत्वों का उपयोग किया जाता है। यह पर्याप्त चमकदार प्रवाह और प्राकृतिक के करीब रंगों की अनुमति देता है। इस क्षेत्र से आउटपुट एल ई डी व्यावहारिक रूप से एसएमडी तत्वों द्वारा निचोड़ा जाता है। COB LED का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
एक अलग श्रेणी में ऑप्टिकल या इन्फ्रारेड रेंज में सिग्नल प्रसारित करने के लिए डिज़ाइन किए गए डिवाइस आवंटित किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, घरेलू उपकरणों के लिए या सुरक्षा उपकरणों के लिए रिमोट कंट्रोल उपकरणों के लिए। और यूवी तत्वों का उपयोग कॉम्पैक्ट यूवी स्रोतों (मुद्रा डिटेक्टरों, जैविक सामग्री, आदि) के लिए किया जा सकता है।
एल ई डी की मुख्य विशेषताएं
किसी भी डायोड की तरह, एल ई डी में सामान्य, "डायोड" विशेषताएं होती हैं। सीमा पैरामीटर, जिनमें से अधिकता डिवाइस की विफलता की ओर ले जाती है:
- अधिकतम स्वीकार्य फॉरवर्ड करंट;
- अधिकतम स्वीकार्य आगे वोल्टेज ;;
- अधिकतम स्वीकार्य रिवर्स वोल्टेज।
अन्य विशेषताएं "डायोड" विशिष्ट हैं।
चमक का रंग
ल्यूमिनेसेंस का रंग - यह पैरामीटर ऑप्टिकल रेंज एल ई डी की विशेषता है। ज्यादातर मामलों में, ल्यूमिनेयर अलग-अलग के साथ सफेद होते हैं हल्का तापमान. संकेतक रोशनी के लिए दृश्यमान रंग सरगम में से कोई भी हो सकता है।
वेवलेंथ
यह पैरामीटर कुछ हद तक पिछले एक की नकल करता है, लेकिन दो आरक्षणों के साथ:
- आईआर और यूवी रेंज के उपकरणों में दृश्य रंग नहीं होता है, इसलिए उनके लिए यह विशेषता केवल वही है जो विकिरण के स्पेक्ट्रम की विशेषता है;
- यह पैरामीटर प्रत्यक्ष उत्सर्जन के साथ एल ई डी के लिए अधिक लागू होता है - फॉस्फोर वाले तत्व एक विस्तृत बैंड में उत्सर्जित होते हैं, इसलिए उनके ल्यूमिनेंस को तरंगदैर्ध्य द्वारा स्पष्ट रूप से चित्रित नहीं किया जा सकता है (सफेद रंग में तरंगदैर्ध्य क्या हो सकता है?)।
इसलिए, उत्सर्जित तरंग दैर्ध्य की तरंग दैर्ध्य एक सूचनात्मक आंकड़ा है।
वर्तमान खपत
वर्तमान खपत वह ऑपरेटिंग करंट है जिस पर उत्सर्जन की चमक इष्टतम होती है। यदि यह थोड़ा अधिक हो गया है, तो डिवाइस जल्द ही खराब नहीं होगा - और यह अधिकतम अनुमेय से अंतर है। इसे कम करना भी अवांछनीय है - विकिरण की तीव्रता कम हो जाएगी।
शक्ति
बिजली की खपत - यहाँ सब कुछ सरल है। प्रत्यक्ष धारा पर यह केवल लागू वोल्टेज द्वारा वर्तमान खपत का उत्पाद है। इस अवधारणा में भ्रम प्रकाश के निर्माताओं द्वारा किया जाता है, जो बड़ी संख्या में समान शक्ति में पैकेजिंग पर निर्दिष्ट करते हैं - गरमागरम लैंप की शक्ति, जिसका चमकदार प्रवाह दीपक के प्रवाह के बराबर होता है।
दृश्यमान ठोस कोण
दृश्यमान ठोस कोण को प्रकाश स्रोत के केंद्र से आने वाले शंकु के रूप में सर्वोत्तम रूप से दर्शाया जाता है। यह पैरामीटर शंकु के उद्घाटन के कोण के बराबर है। संकेतक एल ई डी के लिए, यह निर्धारित करता है कि अलार्म की ट्रिगरिंग को किनारे से कैसे देखा जाएगा। रोशन करने वाले तत्वों के लिए, यह चमकदार प्रवाह निर्धारित करता है।
अधिकतम प्रकाश तीव्रता
डिवाइस की तकनीकी विशिष्टताओं में अधिकतम प्रकाश तीव्रता कैंडेलस में निर्दिष्ट है। लेकिन व्यवहार में चमकदार प्रवाह की अवधारणा के साथ काम करना अधिक सुविधाजनक है। चमकदार प्रवाह (लुमेन में) स्पष्ट ठोस कोण द्वारा प्रकाश की तीव्रता (कैंडल में) के उत्पाद के बराबर है। एक ही प्रकाश की तीव्रता वाली दो एलईडी अलग-अलग कोणों पर अलग-अलग रोशनी देती हैं। कोण जितना बड़ा होगा, चमकदार प्रवाह उतना ही अधिक होगा। यह प्रकाश व्यवस्था की गणना के लिए अधिक सुविधाजनक है।
वोल्टेज ड्रॉप
फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप वह वोल्टेज है जो एलईडी के खुले होने पर गिरता है। इसे जानकर, आप उदाहरण के लिए, प्रकाश उत्सर्जक तत्वों की एक श्रृंखला को खोलने के लिए आवश्यक वोल्टेज की गणना कर सकते हैं।
कैसे पता करें कि एलईडी को किस वोल्टेज के लिए रेट किया गया है
एक एलईडी के रेटेड वोल्टेज का पता लगाने का सबसे आसान तरीका संदर्भ पुस्तकों से परामर्श करना है। लेकिन अगर आपको बिना अंकन के अज्ञात मूल का उपकरण मिला है, तो आप इसे एक विनियमित बिजली की आपूर्ति से जोड़ सकते हैं और आसानी से शून्य से वोल्टेज बढ़ा सकते हैं। एक निश्चित वोल्टेज पर एलईडी तेज चमकेगी। यह तत्व का कार्यशील वोल्टेज है। इस परीक्षण को करते समय ध्यान में रखने के लिए कई बारीकियां हैं:
- परीक्षण के तहत डिवाइस एक अंतर्निर्मित प्रतिरोधी के साथ हो सकता है और पर्याप्त उच्च वोल्टेज (220 वी तक) के लिए डिज़ाइन किया गया है - प्रत्येक बिजली आपूर्ति में ऐसी विनियमन सीमा नहीं होती है;
- एलईडी का उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग (यूवी या आईआर) के बाहर हो सकता है - फिर प्रज्वलन का क्षण नेत्रहीन पता लगाने योग्य नहीं है (हालांकि कुछ मामलों में आईआर डिवाइस की चमक स्मार्टफोन के कैमरे के माध्यम से देखी जा सकती है);
- ध्रुवीयता के सख्त पालन के साथ तत्व को डीसी वोल्टेज स्रोत से कनेक्ट करें, अन्यथा डिवाइस की क्षमताओं से अधिक, रिवर्स वोल्टेज के साथ एलईडी को ऑपरेशन से बाहर लाना आसान है।
यदि आप तत्व के पिन के बारे में सुनिश्चित नहीं हैं, तो वोल्टेज को 3...3.5V तक बढ़ाना बेहतर है, यदि एलईडी प्रकाश नहीं करता है - वोल्टेज को हटा दें, स्रोत पोल के कनेक्शन को उलट दें और प्रक्रिया को दोहराएं।
एलईडी की ध्रुवता का पता कैसे लगाएं
लीड की ध्रुवीयता निर्धारित करने के कई तरीके हैं।
- सीसा रहित तत्वों (COBs सहित) के साथ, आपूर्ति वोल्टेज की ध्रुवता सीधे मामले पर - प्रतीकों द्वारा या शेल पर टैक द्वारा इंगित की जाती है।
- चूंकि एलईडी में एक सामान्य पी-एन जंक्शन होता है, इसलिए इसे डायोड टेस्ट मोड में मल्टीमीटर से जांचा जा सकता है। कुछ परीक्षकों के पास एलईडी को रोशन करने के लिए पर्याप्त माप वोल्टेज होता है। फिर तत्व की चमक से सही कनेक्शन की जांच की जा सकती है।
- धातु के मामले में कुछ सीसीसीपी उपकरणों में कैथोड के पास एक कुंजी (फलाव) होती थी।
- सीसा तत्वों के साथ कैथोड लेड लंबा होता है। इस फीचर से केवल अनसोल्ड एलिमेंट को ही पहचाना जा सकता है। प्रयुक्त एल ई डी के साथ, पिन को छोटा किया जाता है और किसी भी तरह से स्थापना के लिए झुकाया जाता है।
- अंत में, के स्थान का पता लगाने के लिए एनोड और कैथोड उसी विधि से संभव है जिसका उपयोग एलईडी के वोल्टेज को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। ल्यूमिनेसेंस तभी संभव होगा जब तत्व ठीक से चालू हो - कैथोड स्रोत के माइनस तक, एनोड से प्लस तक।
प्रौद्योगिकी का विकास अभी भी खड़ा नहीं है। कुछ दशक पहले, एलईडी प्रयोगशाला प्रयोगों के लिए एक महंगा खिलौना था। अब इसके बिना जीवन की कल्पना करना कठिन है। आगे क्या होगा - समय बताएगा।
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