એલઇડીનો તેજસ્વી સિદ્ધાંત

બધારિચાર્જેબલ વર્ક લાઇટ, પોર્ટેબલ કેમ્પિંગ લાઇટઅનેમલ્ટિફંક્શનલ હેડલેમ્પLED બલ્બ પ્રકારનો ઉપયોગ કરો. ડાયોડ લીડના સિદ્ધાંતને સમજવા માટે, પ્રથમ સેમિકન્ડક્ટરના મૂળભૂત જ્ઞાનને સમજવું. સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીના વાહક ગુણધર્મો કંડક્ટર અને ઇન્સ્યુલેટર વચ્ચે છે. તેની વિશિષ્ટ વિશેષતાઓ છે: જ્યારે સેમિકન્ડક્ટર બાહ્ય પ્રકાશ અને ગરમીની પરિસ્થિતિઓ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે, ત્યારે તેની વાહક ક્ષમતા નોંધપાત્ર રીતે બદલાશે; શુદ્ધ સેમિકન્ડક્ટરમાં થોડી માત્રામાં અશુદ્ધિઓ ઉમેરવાથી તેની વીજળી ચલાવવાની ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે. સિલિકોન (Si) અને જર્મેનિયમ (Ge) આધુનિક ઈલેક્ટ્રોનિક્સમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા સેમિકન્ડક્ટર છે અને તેમના બાહ્ય ઈલેક્ટ્રોન ચાર છે. જ્યારે સિલિકોન અથવા જર્મેનિયમ અણુઓ સ્ફટિક બનાવે છે, ત્યારે પડોશી અણુઓ એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જેથી બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન બે અણુઓ દ્વારા વહેંચાય છે, જે સ્ફટિકમાં સહસંયોજક બોન્ડ માળખું બનાવે છે, જે થોડી અવરોધ ક્ષમતા સાથે પરમાણુ માળખું છે. ઓરડાના તાપમાને (300K), થર્મલ ઉત્તેજનાથી કેટલાક બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનને સહસંયોજક બંધનથી દૂર થઈને મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન બનવા માટે પૂરતી ઊર્જા મળે છે, આ પ્રક્રિયાને આંતરિક ઉત્તેજના કહેવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન બનવા માટે અનબાઉન્ડ થયા પછી, સહસંયોજક બોન્ડમાં ખાલી જગ્યા બાકી રહે છે. આ ખાલી જગ્યાને છિદ્ર કહેવામાં આવે છે. છિદ્રનો દેખાવ એ એક મહત્વપૂર્ણ લક્ષણ છે જે સેમિકન્ડક્ટરને કંડક્ટરથી અલગ પાડે છે.

જ્યારે આંતરિક સેમિકન્ડક્ટરમાં ફોસ્ફરસ જેવી થોડી માત્રામાં પેન્ટાવેલેન્ટ અશુદ્ધિ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે અન્ય સેમિકન્ડક્ટર અણુઓ સાથે સહસંયોજક બંધન બનાવ્યા પછી તેમાં વધારાનું ઇલેક્ટ્રોન હશે. આ વધારાના ઈલેક્ટ્રોનને બોન્ડમાંથી છૂટકારો મેળવવા અને મુક્ત ઈલેક્ટ્રોન બનવા માટે માત્ર ખૂબ જ ઓછી ઊર્જાની જરૂર પડે છે. આ પ્રકારની અશુદ્ધતા સેમિકન્ડક્ટરને ઈલેક્ટ્રોનિક સેમિકન્ડક્ટર (એન-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર) કહેવાય છે. જો કે, આંતરિક સેમિકન્ડક્ટરમાં થોડી માત્રામાં ત્રિસંયોજક એલિમેન્ટલ અશુદ્ધિઓ (જેમ કે બોરોન, વગેરે) ઉમેરવાથી, કારણ કે તેના બાહ્ય સ્તરમાં માત્ર ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન છે, આસપાસના સેમિકન્ડક્ટર અણુઓ સાથે સહસંયોજક બોન્ડ બનાવ્યા પછી, તે ખાલી જગ્યા બનાવશે. સ્ફટિકમાં. આ પ્રકારની અશુદ્ધતા સેમિકન્ડક્ટરને હોલ સેમિકન્ડક્ટર (પી-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર) કહેવાય છે. જ્યારે એન-ટાઈપ અને પી-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટરને જોડવામાં આવે છે, ત્યારે તેમના જંકશન પર મુક્ત ઈલેક્ટ્રોન અને છિદ્રોની સાંદ્રતામાં તફાવત હોય છે. ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો બંને નીચલી સાંદ્રતા તરફ વિખરાયેલા છે, ચાર્જ થયેલ પરંતુ સ્થિર આયનોને પાછળ છોડી દે છે જે એન-ટાઈપ અને પી-ટાઈપ પ્રદેશોની મૂળ વિદ્યુત તટસ્થતાને નષ્ટ કરે છે. આ સ્થિર ચાર્જ થયેલા કણોને ઘણીવાર સ્પેસ ચાર્જ કહેવામાં આવે છે, અને તેઓ N અને P પ્રદેશોના ઇન્ટરફેસની નજીક કેન્દ્રિત થઈને સ્પેસ ચાર્જનો ખૂબ જ પાતળો પ્રદેશ બનાવે છે, જેને PN જંકશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

જ્યારે ફોરવર્ડ બાયસ વોલ્ટેજ PN જંકશન (P-ટાઈપની એક બાજુએ પોઝીટીવ વોલ્ટેજ) ના બંને છેડા પર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે છિદ્રો અને મુક્ત ઈલેક્ટ્રોન એકબીજાની આસપાસ ફરે છે, આંતરિક વિદ્યુત ક્ષેત્ર બનાવે છે. નવા ઇન્જેક્ટેડ છિદ્રો પછી મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન સાથે ફરીથી જોડાય છે, કેટલીકવાર ફોટોનના સ્વરૂપમાં વધારાની ઊર્જા મુક્ત કરે છે, જે પ્રકાશ છે જે આપણે એલઇડી દ્વારા ઉત્સર્જિત કરીએ છીએ. આવા સ્પેક્ટ્રમ પ્રમાણમાં સાંકડા હોય છે, અને દરેક સામગ્રીમાં અલગ-અલગ બેન્ડ ગેપ હોવાથી, ઉત્સર્જિત ફોટોનની તરંગલંબાઇ અલગ હોય છે, તેથી એલઇડીના રંગો વપરાયેલી મૂળભૂત સામગ્રી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.