ایل ای ڈی کیا ہے، اس کے آپریشن کے اصول، اقسام اور اہم خصوصیات

ایل ای ڈی تاپدیپت لیمپوں کو تیزی سے ہٹا رہے ہیں۔ تقریباً تمام شعبوں میں جہاں ان کی پوزیشن غیر متزلزل نظر آتی تھی۔ سیمی کنڈکٹر عناصر کے مسابقتی فوائد قائل تھے: کم قیمت، طویل سروس کی زندگی، اور، سب سے اہم، اعلی کارکردگی۔ جبکہ لیمپ کی کارکردگی 5% سے زیادہ نہیں تھی، کچھ ایل ای ڈی مینوفیکچررز استعمال ہونے والی بجلی کے کم از کم 60% کی روشنی میں تبدیلی کا اعلان کرتے ہیں۔ ان بیانات کی سچائی مارکیٹرز کے ضمیر پر رہتی ہے، لیکن سیمی کنڈکٹر عناصر کے صارفین کی خصوصیات کی تیز رفتار ترقی میں کسی کو شک نہیں ہے۔

ایل ای ڈی کیا ہے اور یہ کیسے کام کرتی ہے۔

روشنی خارج کرنے والا ڈایڈڈ (ایل ای ڈی) ایک عام ہے۔ سیمی کنڈکٹر ڈایڈڈکرسٹل سے بنا:

• گیلیم آرسنائیڈ، انڈیم فاسفائیڈ یا زنک سیلینائیڈ - آپٹیکل رینج ایمیٹرز کے لیے؛
• گیلیم نائٹرائڈ - الٹرا وایلیٹ رینج کے آلات کے لیے؛
• لیڈ سلفائیڈ - انفراریڈ رینج میں پھیلنے والے عناصر کے لیے۔

ان مواد کا انتخاب اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ ان سے بنے ڈائیوڈز کے p-n جنکشن سے روشنی خارج ہوتی ہے جب براہ راست وولٹیج لگایا جاتا ہے۔ روایتی سلیکون یا جرمینیم ڈائیوڈز بہت کم روشنی کی نمائش کرتے ہیں۔

ایل ای ڈی کا اخراج سیمی کنڈکٹر عنصر کی حرارت کی ڈگری سے متعلق نہیں ہے، یہ چارج کیریئرز (الیکٹران اور سوراخ) کے دوبارہ ملاپ کے دوران الیکٹران کی ایک توانائی کی سطح سے دوسری سطح پر منتقلی کی وجہ سے ہوتا ہے۔ نتیجے میں روشنی یک رنگی ہے۔

اس طرح کی تابکاری کی خاصیت ایک بہت ہی تنگ طیف ہے، اور روشنی کے فلٹرز کے ساتھ مطلوبہ رنگ کو الگ کرنا مشکل ہے۔ اور اس مینوفیکچرنگ اصول کے ساتھ کچھ چمکنے والے رنگ (سفید، نیلے) ناقابل حصول ہیں۔ لہذا، فی الحال وسیع پیمانے پر ٹیکنالوجی جس میں ایل ای ڈی کی بیرونی سطح فاسفر سے ڈھکی ہوئی ہے اور اس کی چمک p-n جنکشن کے اخراج سے شروع ہوتی ہے (جو دکھائی دے سکتی ہے یا UV رینج میں)۔

ایل ای ڈی کا ڈیزائن

ایک ایل ای ڈی کو اصل میں ایک روایتی ڈائیوڈ کی طرح ڈیزائن کیا گیا تھا - ایک p-n جنکشن اور دو لیڈز۔ چمک کو دیکھنے کے لیے شفاف کھڑکی کے ساتھ صرف شفاف کمپاؤنڈ یا دھات سے بنا ہوا جسم۔ لیکن انہوں نے سیکھا کہ ڈیوائس شیل میں اضافی عناصر کیسے بنائے جائیں۔ مثال کے طور پر، مزاحم - ایل ای ڈی کو آن کرنے کے لیے مطلوبہ وولٹیج (12 V، 220 V) کے سرکٹ میں بغیر کسی بیرونی پٹی کے۔ یا ایک جنریٹر جس میں ڈیوائیڈر ہے جو چمکتی ہوئی روشنی خارج کرنے والے عناصر کو تخلیق کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، جسم کو فاسفور کے ساتھ لیپت کیا گیا تھا، جو p-n جنکشن کے جلنے پر چمکتا ہے - لہذا یہ LEDs کی صلاحیتوں کو بڑھانے کے قابل تھا۔

لیڈ فری ریڈیو عناصر پر سوئچ کرنے کے رجحان نے ایل ای ڈی کو نہیں چھوڑا ہے۔ ایس ایم ڈی ڈیوائسز پروڈکشن ٹیکنالوجی کے فائدے کے ساتھ، لائٹنگ ٹیکنالوجی میں تیزی سے مارکیٹ شیئر حاصل کر رہی ہیں۔ ان عناصر کی کوئی لیڈ نہیں ہے۔ P-n جنکشن ایک سیرامک ​​بیس پر نصب ہے، کمپاؤنڈ سے بھرا ہوا ہے اور فاسفور کے ساتھ لیپت ہے۔وولٹیج رابطہ پیڈ کے ذریعے فراہم کی جاتی ہے۔

فی الحال، روشنی کے آلات COB-ٹیکنالوجی کے ذریعہ تیار کردہ ایل ای ڈی سے لیس ہونے لگے۔ اس کا خلاصہ یہ ہے کہ ایک پلیٹ پر متعدد (2-3 سے سینکڑوں) p-n جنکشن ایک میٹرکس میں جڑے ہوئے ہیں۔ ہر چیز کے اوپر ایک ہی ہاؤسنگ میں رکھا جاتا ہے (یا ایک SMD ماڈیول بنایا جاتا ہے) اور فاسفر سے ڈھکا ہوتا ہے۔ اس ٹیکنالوجی کے بہت اچھے امکانات ہیں، لیکن ایل ای ڈی کے دوسرے ورژن کو مکمل طور پر بے گھر کرنے کا امکان نہیں ہے۔

کس قسم کے ایل ای ڈی موجود ہیں اور وہ کہاں استعمال ہوتے ہیں۔

آپٹیکل رینج ایل ای ڈی اشارے کے عناصر اور روشنی کے آلات کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ ہر خاصیت کے لیے مختلف تقاضے ہوتے ہیں۔

اشارے ایل ای ڈی

انڈیکیٹر ایل ای ڈی کا کام کسی ڈیوائس کی حالت (بجلی کی فراہمی، الارم، سینسر کی کارروائی، وغیرہ) کی نشاندہی کرنا ہے۔ p-n جنکشن گلو کے ساتھ LEDs اس فیلڈ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ فاسفورس کے ساتھ آلات استعمال کرنے کے لئے ممنوع نہیں ہیں، لیکن کوئی خاص نقطہ نظر نہیں ہے. یہاں چمک پہلی جگہ میں نہیں ہے۔ کنٹراسٹ اور وسیع دیکھنے کا زاویہ ایک ترجیح ہے۔ ڈیوائسز کے پینلز پر ایل ای ڈی (ٹرو ہول) کا استعمال کیا جاتا ہے، بورڈز پر - لیڈ اور ایس ایم ڈی۔

لائٹنگ ایل ای ڈی

روشنی کے لیے، اس کے برعکس، زیادہ تر فاسفورس والے عناصر استعمال کیے جاتے ہیں۔ یہ قدرتی کے قریب کافی چمکدار بہاؤ اور رنگوں کی اجازت دیتا ہے۔ اس علاقے سے آؤٹ پٹ ایل ای ڈی کو عملی طور پر ایس ایم ڈی عناصر کے ذریعے نچوڑ دیا جاتا ہے۔ COB ایل ای ڈی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔

ایک علیحدہ زمرہ میں آپٹیکل یا انفراریڈ رینج میں سگنلز کی ترسیل کے لیے ڈیزائن کیے گئے آلات مختص کیے جا سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، گھریلو آلات یا حفاظتی آلات کے لیے ریموٹ کنٹرول ڈیوائسز کے لیے۔ اور UV عناصر کو کمپیکٹ UV ذرائع (کرنسی کا پتہ لگانے والے، حیاتیاتی مواد وغیرہ) کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

ایل ای ڈی کی اہم خصوصیات

کسی بھی ڈایڈڈ کی طرح، ایل ای ڈی میں عمومی، "ڈایڈڈ" خصوصیات ہوتی ہیں۔ پیرامیٹرز کو محدود کریں، جس کی زیادتی آلہ کی ناکامی کا باعث بنتی ہے:

• زیادہ سے زیادہ قابل اجازت فارورڈ کرنٹ؛
• زیادہ سے زیادہ قابل اجازت فارورڈ وولٹیج؛
• زیادہ سے زیادہ قابل اجازت ریورس وولٹیج۔

دوسری خصوصیات "ڈایڈڈ" مخصوص ہیں۔

چمک کا رنگ

luminescence کا رنگ - یہ پیرامیٹر آپٹیکل رینج ایل ای ڈی کی خصوصیت رکھتا ہے۔ زیادہ تر معاملات میں، luminaires مختلف کے ساتھ سفید ہیں روشنی کا درجہ حرارت. اشارے لائٹس کے لیے کوئی بھی دکھائی دینے والی رنگین ہو سکتی ہے۔

طول موج

یہ پیرامیٹر ایک خاص حد تک پچھلے کو نقل کرتا ہے، لیکن دو تحفظات کے ساتھ:

• IR اور UV رینج میں موجود آلات میں نظر آنے والا رنگ نہیں ہوتا، اس لیے ان کے لیے یہ خصوصیت صرف وہی ہے جو تابکاری کے سپیکٹرم کو نمایاں کرتی ہے۔
• یہ پیرامیٹر براہ راست اخراج کے ساتھ ایل ای ڈی کے لیے زیادہ لاگو ہوتا ہے - فاسفورس والے عناصر ایک وسیع بینڈ میں خارج ہوتے ہیں، اس لیے ان کی روشنی کو طول موج (سفید رنگ میں کیا طول موج ہو سکتی ہے؟) سے واضح نہیں کیا جا سکتا۔

لہذا، خارج شدہ طول موج کی طول موج ایک بلکہ معلوماتی اعداد و شمار ہے.

موجودہ کھپت

موجودہ کھپت آپریٹنگ کرنٹ ہے جس پر اخراج کی چمک زیادہ سے زیادہ ہے۔ اگر یہ تھوڑا سا حد سے تجاوز کر گیا ہے، تو آلہ جلد ہی نہیں ٹوٹے گا - اور یہ زیادہ سے زیادہ قابل اجازت سے فرق ہے۔ اسے کم کرنا بھی ناپسندیدہ ہے - تابکاری کی شدت کم ہو جائے گی۔

طاقت

بجلی کی کھپت - یہاں سب کچھ آسان ہے. براہ راست کرنٹ پر یہ صرف لاگو وولٹیج کے ذریعہ موجودہ کھپت کی پیداوار ہے۔ اس تصور میں الجھن روشنی کے مینوفیکچررز کی طرف سے پیدا کی گئی ہے، جس میں پیکیجنگ پر بڑی تعداد میں مساوی طاقت کی وضاحت کی گئی ہے - تاپدیپت لیمپ کی طاقت، جس کا چمکدار بہاؤ چراغ کے بہاؤ کے برابر ہے۔

مرئی ٹھوس زاویہ

مرئی ٹھوس زاویہ کو روشنی کے منبع کے مرکز سے آنے والے شنک کے طور پر بہترین طور پر پیش کیا جاتا ہے۔ یہ پیرامیٹر شنک کے کھلنے کے زاویہ کے برابر ہے۔ اشارے ایل ای ڈی کے لیے، یہ طے کرتا ہے کہ الارم کا محرک کس طرف سے دیکھا جائے گا۔ روشن عناصر کے لیے، یہ برائٹ بہاؤ کا تعین کرتا ہے۔

زیادہ سے زیادہ روشنی کی شدت

ڈیوائس کی تکنیکی خصوصیات میں روشنی کی زیادہ سے زیادہ شدت کینڈیلاس میں بیان کی گئی ہے۔ لیکن عملی طور پر برائٹ فلوکس کے تصور کے ساتھ کام کرنا زیادہ آسان ہے۔ برائٹ فلوکس (lumens میں) ظاہری ٹھوس زاویہ سے روشنی کی شدت (کینڈیلاس میں) کی پیداوار کے برابر ہے۔ ایک ہی روشنی کی شدت کے ساتھ دو ایل ای ڈی مختلف زاویوں پر مختلف روشنی دیتے ہیں۔ زاویہ جتنا بڑا ہوگا، برائٹ فلکس اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ روشنی کے نظام کا حساب لگانے کے لیے یہ زیادہ آسان ہے۔

وولٹیج کی کمی

فارورڈ وولٹیج ڈراپ وہ وولٹیج ہے جو ایل ای ڈی کے کھلنے پر اس پر گرتا ہے۔ اسے جانتے ہوئے، آپ روشنی خارج کرنے والے عناصر کی ایک سیریز کو کھولنے کے لیے درکار وولٹیج کا حساب لگا سکتے ہیں، مثال کے طور پر۔

یہ کیسے جانیں کہ ایل ای ڈی کو کس وولٹیج کی درجہ بندی کی گئی ہے۔

ایل ای ڈی کی ریٹیڈ وولٹیج معلوم کرنے کا سب سے آسان طریقہ حوالہ کتب سے مشورہ کرنا ہے۔ لیکن اگر آپ کو نشان زد کیے بغیر نامعلوم اصل کا آلہ ملا ہے، تو آپ اسے ریگولیٹڈ پاور سپلائی سے منسلک کر سکتے ہیں اور آسانی سے وولٹیج کو صفر سے بڑھا سکتے ہیں۔ ایک مخصوص وولٹیج پر ایل ای ڈی چمکتی ہوئی چمکے گی۔ یہ عنصر کا ورکنگ وولٹیج ہے۔ یہ ٹیسٹ کرتے وقت ذہن میں رکھنے کے لیے کئی باریکیاں ہیں:

• ٹیسٹ کے تحت ڈیوائس بلٹ ان ریزسٹر کے ساتھ ہو سکتی ہے اور اسے کافی زیادہ وولٹیج (220 V تک) کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے - ہر پاور سپلائی میں ایسی ریگولیشن رینج نہیں ہوتی ہے۔
• ایل ای ڈی کا اخراج اسپیکٹرم (UV یا IR) کے دکھائی دینے والے حصے سے باہر ہوسکتا ہے - پھر اگنیشن کا لمحہ بصری طور پر قابل شناخت نہیں ہوتا ہے (حالانکہ کچھ معاملات میں IR ڈیوائس کی چمک اسمارٹ فون کیمرے کے ذریعے دیکھی جاسکتی ہے)؛
• قطبیت کے سختی سے مشاہدہ کرتے ہوئے عنصر کو ڈی سی وولٹیج کے ماخذ سے جوڑیں، بصورت دیگر الٹ وولٹیج کے ساتھ آلے کی صلاحیتوں سے زیادہ ایل ای ڈی کو آپریشن سے باہر لانا آسان ہے۔

اگر آپ کو عنصر کے پن کے بارے میں یقین نہیں ہے، تو یہ بہتر ہے کہ وولٹیج کو 3...3.5V تک بڑھا دیں، اگر LED روشن نہیں ہوتی ہے - وولٹیج کو ہٹا دیں، سورس پولز کے کنکشن کو ریورس کریں اور طریقہ کار کو دہرائیں۔

ایل ای ڈی کی قطبیت کو کیسے معلوم کریں۔

لیڈز کی قطبیت کا تعین کرنے کے کئی طریقے ہیں۔

1. لیڈ لیس عناصر (بشمول COBs) کے ساتھ، سپلائی وولٹیج کی قطبیت کو براہ راست کیس پر اشارہ کیا جاتا ہے - علامتوں کے ذریعہ یا شیل پر ٹیک کے ذریعہ۔
2. چونکہ LED میں ایک عام p-n جنکشن ہوتا ہے، اس لیے اسے ڈایڈڈ ٹیسٹ موڈ میں ملٹی میٹر سے جانچا جا سکتا ہے۔ کچھ ٹیسٹرز کے پاس ایل ای ڈی کو روشن کرنے کے لیے پیمائش کا وولٹیج کافی ہوتا ہے۔ پھر صحیح کنکشن کو عنصر کی چمک سے بصری طور پر چیک کیا جا سکتا ہے۔
3. دھاتی کیس میں کچھ CCCP آلات کیتھوڈ کے قریب ایک کلید (پروٹروشن) رکھتے تھے۔
4. لیڈ عناصر کے ساتھ کیتھوڈ لیڈ لمبی ہوتی ہے۔ اس خصوصیت سے صرف غیر فروخت شدہ عناصر کی شناخت کی جا سکتی ہے۔ استعمال شدہ ایل ای ڈی کے ساتھ، پنوں کو کسی بھی طرح سے تنصیب کے لیے چھوٹا اور جھکا دیا جاتا ہے۔
5. آخر میں، کے مقام کو تلاش کرنے کے لئے انوڈ اور کیتھوڈ اسی طریقہ سے ممکن ہے جو ایل ای ڈی کے وولٹیج کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ luminescence صرف اس صورت میں ممکن ہو گا جب عنصر کو صحیح طریقے سے آن کیا جائے - کیتھوڈ کو ماخذ کے مائنس تک، انوڈ کو پلس۔

ٹیکنالوجی کی ترقی اب بھی کھڑی نہیں ہے. چند دہائیاں پہلے، ایل ای ڈی لیبارٹری کے تجربات کے لیے ایک مہنگا کھلونا تھا۔ اب اس کے بغیر زندگی کا تصور کرنا مشکل ہے۔ آگے کیا ہوگا - وقت بتائے گا۔

متعلقہ مضامین: