LED అంటే ఏమిటి, దాని ఆపరేషన్ సూత్రం, రకాలు మరియు ప్రధాన లక్షణాలు

LED లు ప్రకాశించే దీపాలను వేగంగా స్థానభ్రంశం చేస్తున్నాయి దాదాపు అన్ని రంగాల్లోనూ తమ స్థానం తిరుగులేనిదిగా కనిపించింది. సెమీకండక్టర్ మూలకాల యొక్క పోటీ ప్రయోజనాలు నమ్మదగినవి: తక్కువ ధర, సుదీర్ఘ సేవా జీవితం మరియు, ముఖ్యంగా, అధిక సామర్థ్యం. దీపాలకు 5% కంటే ఎక్కువ సామర్థ్యం లేనప్పటికీ, కొంతమంది LED తయారీదారులు కనీసం 60% వినియోగించే విద్యుత్తును కాంతిగా మార్చినట్లు ప్రకటించారు. ఈ ప్రకటనల యొక్క వాస్తవికత విక్రయదారుల మనస్సాక్షిపై ఉంటుంది, అయితే సెమీకండక్టర్ మూలకాల యొక్క వినియోగదారు లక్షణాల వేగవంతమైన అభివృద్ధి ఎవరికీ సందేహం లేదు.

LED అంటే ఏమిటి మరియు అది ఎలా పని చేస్తుంది

కాంతి-ఉద్గార డయోడ్ (LED) ఒక సాధారణమైనది సెమీకండక్టర్ డయోడ్స్ఫటికాల నుండి తయారు చేయబడింది:

• గాలియం ఆర్సెనైడ్, ఇండియం ఫాస్ఫైడ్ లేదా జింక్ సెలెనైడ్ - ఆప్టికల్ రేంజ్ ఉద్గారకాలు కోసం;
• గాలియం నైట్రైడ్ - అతినీలలోహిత శ్రేణి పరికరాల కోసం;
• ప్రధాన సల్ఫైడ్ - పరారుణ పరిధిలో ప్రసరించే మూలకాల కోసం.

డైరెక్ట్ వోల్టేజీని వర్తింపజేసినప్పుడు వాటితో తయారు చేయబడిన డయోడ్ల యొక్క p-n జంక్షన్ కాంతిని విడుదల చేస్తుంది అనే వాస్తవం కారణంగా ఈ పదార్థాల ఎంపిక. సాంప్రదాయ సిలికాన్ లేదా జెర్మేనియం డయోడ్‌లు చాలా తక్కువ ప్రకాశాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.

LED ఉద్గారం సెమీకండక్టర్ మూలకం యొక్క తాపన స్థాయికి సంబంధించినది కాదు, ఇది ఛార్జ్ క్యారియర్లు (ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు) పునఃసంయోగం సమయంలో ఒక శక్తి స్థాయి నుండి మరొకదానికి ఎలక్ట్రాన్ల పరివర్తన వలన సంభవిస్తుంది. ఫలితంగా వచ్చే కాంతి ఏకవర్ణంగా ఉంటుంది.

అటువంటి రేడియేషన్ యొక్క అసమాన్యత చాలా ఇరుకైన స్పెక్ట్రం, మరియు కాంతి ఫిల్టర్లతో కావలసిన రంగును వేరుచేయడం కష్టం. మరియు ఈ తయారీ సూత్రంతో కొన్ని గ్లో రంగులు (తెలుపు, నీలం) సాధించలేవు. అందువల్ల, LED యొక్క బయటి ఉపరితలం ఫాస్ఫర్‌తో కప్పబడి, p-n జంక్షన్ (ఇది కనిపించే లేదా UV శ్రేణిలో) ఉద్గారం ద్వారా దాని గ్లో ప్రారంభించబడే సాంకేతికత ప్రస్తుతం విస్తృతంగా ఉంది.

LED రూపకల్పన

LED నిజానికి ఒక సంప్రదాయ డయోడ్ వలె రూపొందించబడింది - p-n జంక్షన్ మరియు రెండు లీడ్స్. కాంతిని గమనించడానికి పారదర్శక విండోతో పారదర్శక సమ్మేళనం లేదా లోహంతో తయారు చేయబడిన శరీరం మాత్రమే. కానీ పరికర షెల్‌లో అదనపు మూలకాలను ఎలా నిర్మించాలో వారు నేర్చుకున్నారు. ఉదాహరణకి, రెసిస్టర్లు - LED ఆన్ చేయడానికి బాహ్య స్ట్రాపింగ్ లేకుండా అవసరమైన వోల్టేజ్ (12 V, 220 V) యొక్క సర్క్యూట్లో. లేదా ఫ్లాషింగ్ లైట్-ఎమిటింగ్ ఎలిమెంట్స్‌ని సృష్టించడానికి డివైడర్‌తో కూడిన జనరేటర్. అలాగే, శరీరం ఒక ఫాస్ఫర్‌తో పూత పూయబడింది, ఇది p-n జంక్షన్ మండించినప్పుడు మెరుస్తుంది - కాబట్టి ఇది LED ల సామర్థ్యాలను విస్తరించగలిగింది.

ప్రధాన-రహిత రేడియో మూలకాలకు మారే ధోరణి LED లను వదిలిపెట్టలేదు. ఉత్పత్తి సాంకేతికత యొక్క ప్రయోజనంతో SMD పరికరాలు లైటింగ్ టెక్నాలజీలో మార్కెట్ వాటాను వేగంగా పొందుతున్నాయి. ఈ మూలకాలకు లీడ్‌లు లేవు. P-n జంక్షన్ సిరామిక్ బేస్‌పై అమర్చబడి, సమ్మేళనంతో నింపబడి, ఫాస్ఫర్‌తో పూత పూయబడి ఉంటుంది.కాంటాక్ట్ ప్యాడ్‌ల ద్వారా వోల్టేజ్ సరఫరా చేయబడుతుంది.

ప్రస్తుతం, లైటింగ్ పరికరాలు COB-టెక్నాలజీ ద్వారా తయారు చేయబడిన LED లతో అమర్చడం ప్రారంభించాయి. దాని సారాంశం ఏమిటంటే, ఒక ప్లేట్‌లో అనేక (2-3 నుండి వందల వరకు) p-n జంక్షన్‌లు మాతృకలో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ప్రతిదీ పైన ఒకే గృహంలో ఉంచబడుతుంది (లేదా ఒక SMD మాడ్యూల్ ఏర్పడింది) మరియు ఫాస్ఫర్‌తో కప్పబడి ఉంటుంది. ఈ సాంకేతికత గొప్ప అవకాశాలను కలిగి ఉంది, కానీ LED ల యొక్క ఇతర సంస్కరణలను పూర్తిగా స్థానభ్రంశం చేసే అవకాశం లేదు.

ఏ రకమైన LED లు ఉన్నాయి మరియు అవి ఎక్కడ ఉపయోగించబడతాయి

ఆప్టికల్ రేంజ్ LED లు సూచన మూలకాలుగా మరియు లైటింగ్ పరికరాలుగా ఉపయోగించబడతాయి. ప్రతి స్పెషాలిటీకి వేర్వేరు అవసరాలు ఉన్నాయి.

సూచిక LED లు

సూచిక LED యొక్క పని పరికరం యొక్క స్థితిని సూచించడం (విద్యుత్ సరఫరా, అలారం, సెన్సార్ యాక్చుయేషన్ మొదలైనవి). ఈ రంగంలో p-n జంక్షన్ గ్లోతో LED లు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ఫాస్ఫర్‌లతో ఉన్న పరికరాలు ఉపయోగించడానికి నిషేధించబడలేదు, కానీ ప్రత్యేక పాయింట్ లేదు. ఇక్కడ ప్రకాశం మొదటి స్థానంలో లేదు. కాంట్రాస్ట్ మరియు విస్తృత వీక్షణ కోణం ప్రాధాన్యత. లెడ్స్ (నిజమైన రంధ్రం) ఉపయోగించిన పరికరాల ప్యానెల్లపై, బోర్డులపై - దారితీసింది మరియు SMD.

లైటింగ్ LED లు

లైటింగ్ కోసం, దీనికి విరుద్ధంగా, ఎక్కువగా ఫాస్ఫర్‌లతో కూడిన అంశాలు ఉపయోగించబడతాయి. ఇది తగినంత ప్రకాశించే ఫ్లక్స్ మరియు సహజానికి దగ్గరగా ఉండే రంగులను అనుమతిస్తుంది. ఈ ప్రాంతం నుండి అవుట్‌పుట్ LED లు SMD మూలకాల ద్వారా ఆచరణాత్మకంగా స్క్వీజ్ చేయబడ్డాయి. COB LED లు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

ప్రత్యేక వర్గంలో ఆప్టికల్ లేదా ఇన్‌ఫ్రారెడ్ పరిధిలో సిగ్నల్‌లను ప్రసారం చేయడానికి రూపొందించిన పరికరాలను కేటాయించవచ్చు. ఉదాహరణకు, గృహోపకరణాల కోసం లేదా భద్రతా పరికరాల కోసం రిమోట్ కంట్రోల్ పరికరాల కోసం. మరియు UV మూలకాలు కాంపాక్ట్ UV మూలాల కోసం ఉపయోగించవచ్చు (కరెన్సీ డిటెక్టర్లు, జీవ పదార్థాలు మొదలైనవి).

LED ల యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు

ఏదైనా డయోడ్ వలె, LED లు సాధారణ, "డయోడ్" లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. పరిమితి పారామితులు, వీటిలో అధికం పరికరం వైఫల్యానికి దారితీస్తుంది:

• గరిష్టంగా అనుమతించదగిన ఫార్వర్డ్ కరెంట్;
• గరిష్టంగా అనుమతించదగిన ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్;
• గరిష్టంగా అనుమతించదగిన రివర్స్ వోల్టేజ్.

ఇతర లక్షణాలు "డయోడ్" నిర్దిష్టమైనవి.

గ్లో రంగు

కాంతి యొక్క రంగు - ఈ పరామితి ఆప్టికల్ పరిధి LED లను వర్ణిస్తుంది. చాలా సందర్భాలలో, luminaires వివిధ తో తెల్లగా ఉంటాయి కాంతి ఉష్ణోగ్రత. సూచిక లైట్ల కోసం కనిపించే రంగు స్వరసప్తకం ఏదైనా కావచ్చు.

తరంగదైర్ఘ్యం

ఈ పరామితి కొంతవరకు మునుపటి దానిని నకిలీ చేస్తుంది, కానీ రెండు రిజర్వేషన్‌లతో:

• IR మరియు UV పరిధులలోని పరికరాలు కనిపించే రంగును కలిగి ఉండవు, కాబట్టి వాటికి ఈ లక్షణం మాత్రమే రేడియేషన్ స్పెక్ట్రమ్‌ను వర్ణిస్తుంది;
• ఈ పరామితి ప్రత్యక్ష ఉద్గారాలతో LED లకు మరింత వర్తిస్తుంది - ఫాస్ఫర్‌లతో కూడిన మూలకాలు విస్తృత బ్యాండ్‌లో విడుదలవుతాయి, కాబట్టి వాటి కాంతిని తరంగదైర్ఘ్యం (తెలుపు రంగులో ఏ తరంగదైర్ఘ్యం ఉంటుంది?) ద్వారా నిస్సందేహంగా వర్గీకరించబడదు.

కాబట్టి, ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం ఒక సమాచార సంఖ్య.

ప్రస్తుత వినియోగం

ప్రస్తుత వినియోగం అనేది ఆపరేటింగ్ కరెంట్, దీనిలో ఉద్గార ప్రకాశం సరైనది. ఇది కొద్దిగా మించిపోయినట్లయితే, పరికరం త్వరలో విచ్ఛిన్నం కాదు - మరియు ఇది గరిష్టంగా అనుమతించదగిన వ్యత్యాసం. దానిని తగ్గించడం కూడా అవాంఛనీయమైనది - రేడియేషన్ యొక్క తీవ్రత పడిపోతుంది.

శక్తి

విద్యుత్ వినియోగం - ఇక్కడ ప్రతిదీ సులభం. డైరెక్ట్ కరెంట్‌లో ఇది కేవలం వర్తించే వోల్టేజ్ ద్వారా ప్రస్తుత వినియోగం యొక్క ఉత్పత్తి. ఈ భావనలో గందరగోళం లైటింగ్ తయారీదారులచే చేయబడుతుంది, పెద్ద సంఖ్యలో సమానమైన శక్తిలో ప్యాకేజింగ్పై పేర్కొనడం - ప్రకాశించే దీపాల శక్తి, దీపం యొక్క ఫ్లక్స్కు సమానమైన ప్రకాశించే ప్రవాహం.

కనిపించే ఘన కోణం

కనిపించే ఘన కోణం కాంతి మూలం యొక్క కేంద్రం నుండి వచ్చే కోన్‌గా ఉత్తమంగా సూచించబడుతుంది. ఈ పరామితి కోన్ యొక్క ప్రారంభ కోణానికి సమానంగా ఉంటుంది. సూచిక LED ల కోసం, అలారం యొక్క ట్రిగ్గరింగ్ వైపు నుండి ఎలా కనిపించాలో ఇది నిర్ణయిస్తుంది. ప్రకాశించే మూలకాల కోసం, ఇది ప్రకాశించే ఫ్లక్స్ను నిర్ణయిస్తుంది.

గరిష్ట కాంతి తీవ్రత

పరికరం యొక్క సాంకేతిక లక్షణాలలో గరిష్ట కాంతి తీవ్రత క్యాండెలాస్‌లో పేర్కొనబడింది. కానీ ఆచరణలో ప్రకాశించే ఫ్లక్స్ భావనతో పనిచేయడం మరింత సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. ప్రకాశించే ఫ్లక్స్ (ల్యూమెన్స్‌లో) స్పష్టమైన ఘన కోణం ద్వారా కాంతి తీవ్రత (క్యాండెలాస్‌లో) ఉత్పత్తికి సమానం. ఒకే కాంతి తీవ్రత కలిగిన రెండు LED లు వేర్వేరు కోణాల్లో వేర్వేరు కాంతిని అందిస్తాయి. ఎక్కువ కోణం, ఎక్కువ ప్రకాశించే ఫ్లక్స్. లైటింగ్ వ్యవస్థలను లెక్కించడానికి ఇది మరింత సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది.

వోల్టేజ్ డ్రాప్

ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ అనేది LED తెరిచినప్పుడు దానిపై పడే వోల్టేజ్. అది తెలుసుకోవడం, మీరు కాంతి-ఉద్గార మూలకాల శ్రేణిని తెరవడానికి అవసరమైన వోల్టేజ్ని లెక్కించవచ్చు, ఉదాహరణకు.

LED ఏ వోల్టేజ్ కోసం రేట్ చేయబడిందో తెలుసుకోవడం ఎలా

LED యొక్క రేట్ వోల్టేజీని కనుగొనడానికి సులభమైన మార్గం సూచన పుస్తకాలను సంప్రదించడం. కానీ మీరు గుర్తించకుండా తెలియని మూలం యొక్క పరికరాన్ని పొందినట్లయితే, మీరు దానిని నియంత్రిత విద్యుత్ సరఫరాకు కనెక్ట్ చేయవచ్చు మరియు సున్నా నుండి వోల్టేజ్ని సజావుగా పెంచవచ్చు. ఒక నిర్దిష్ట వోల్టేజ్ వద్ద LED ప్రకాశవంతంగా ఫ్లాష్ చేస్తుంది. ఇది మూలకం యొక్క పని వోల్టేజ్. ఈ పరీక్ష చేసేటప్పుడు గుర్తుంచుకోవలసిన అనేక సూక్ష్మ నైపుణ్యాలు ఉన్నాయి:

• పరీక్షలో ఉన్న పరికరం అంతర్నిర్మిత నిరోధకంతో ఉండవచ్చు మరియు తగినంత అధిక వోల్టేజ్ (220 V వరకు) కోసం రూపొందించబడింది - ప్రతి విద్యుత్ సరఫరా అటువంటి నియంత్రణ పరిధిని కలిగి ఉండదు;
• LED యొక్క ఉద్గారం స్పెక్ట్రం (UV లేదా IR) యొక్క కనిపించే భాగం వెలుపల ఉండవచ్చు - అప్పుడు జ్వలన యొక్క క్షణం దృశ్యమానంగా గుర్తించబడదు (కొన్ని సందర్భాల్లో IR పరికరం యొక్క గ్లో స్మార్ట్‌ఫోన్ కెమెరా ద్వారా చూడవచ్చు);
• ధ్రువణత యొక్క ఖచ్చితమైన పాటించటంతో మూలకాన్ని DC వోల్టేజ్ మూలానికి కనెక్ట్ చేయండి, లేకుంటే పరికరం యొక్క సామర్థ్యాలను మించి రివర్స్ వోల్టేజ్‌తో LED ని ఆపరేషన్ నుండి బయటకు తీసుకురావడం సులభం.

మూలకం యొక్క పిన్ గురించి మీకు ఖచ్చితంగా తెలియకపోతే, వోల్టేజ్‌ను 3 ... 3.5V కి పెంచడం మంచిది, LED వెలిగించకపోతే - వోల్టేజ్‌ను తీసివేసి, మూల స్తంభాల కనెక్షన్‌ను రివర్స్ చేయండి మరియు విధానాన్ని పునరావృతం చేయండి.

LED యొక్క ధ్రువణతను ఎలా కనుగొనాలి

లీడ్స్ యొక్క ధ్రువణతను నిర్ణయించడానికి అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి.

1. లీడ్‌లెస్ ఎలిమెంట్స్‌తో (COBలతో సహా), సరఫరా వోల్టేజ్ యొక్క ధ్రువణత నేరుగా కేసులో సూచించబడుతుంది - చిహ్నాలు లేదా షెల్‌పై టాక్స్ ద్వారా.
2. LEDకి సాధారణ p-n జంక్షన్ ఉన్నందున, డయోడ్ టెస్ట్ మోడ్‌లో మల్టీమీటర్‌తో దీనిని పరిశీలించవచ్చు. కొంతమంది టెస్టర్‌లు LEDని వెలిగించడానికి సరిపోయే కొలత వోల్టేజ్‌ని కలిగి ఉంటాయి. అప్పుడు సరైన కనెక్షన్ మూలకం యొక్క గ్లో ద్వారా దృశ్యమానంగా తనిఖీ చేయబడుతుంది.
3. మెటల్ కేస్‌లోని కొన్ని CCCP సాధనాలు కాథోడ్ దగ్గర కీ (ప్రోట్రూషన్) కలిగి ఉంటాయి.
4. సీసం మూలకాలతో కాథోడ్ సీసం పొడవుగా ఉంటుంది. ఈ ఫీచర్ ద్వారా విక్రయించబడని మూలకాలను మాత్రమే గుర్తించవచ్చు. ఉపయోగించిన LED లతో, పిన్స్ కుదించబడతాయి మరియు ఏ విధంగానైనా సంస్థాపన కోసం వంగి ఉంటాయి.
5. చివరగా, యొక్క స్థానాన్ని తెలుసుకోవడానికి యానోడ్ మరియు కాథోడ్ LED యొక్క వోల్టేజీని నిర్ణయించడానికి ఉపయోగించే అదే పద్ధతి ద్వారా సాధ్యమవుతుంది. మూలకం యొక్క మైనస్‌కు కాథోడ్, ప్లస్‌కు యానోడ్ - మూలకం సరిగ్గా ఆన్ చేయబడితే మాత్రమే కాంతివంతం సాధ్యమవుతుంది.

సాంకేతికత అభివృద్ధి ఇప్పటికీ నిలబడదు. కొన్ని దశాబ్దాల క్రితం, LED ప్రయోగశాల ప్రయోగాలకు ఖరీదైన బొమ్మ. ఇప్పుడు అది లేని జీవితాన్ని ఊహించడం కష్టం. తదుపరి ఏమి ఉంటుంది - సమయం చెబుతుంది.

సంబంధిత కథనాలు: