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

LED ઝડપથી અગ્નિથી પ્રકાશિત બલ્બને બદલી રહ્યા છે લગભગ તમામ વિસ્તારોમાંથી જ્યાં તેમની સ્થિતિ અચળ લાગતી હતી. સેમિકન્ડક્ટર તત્વોના સ્પર્ધાત્મક લાભો ખાતરીપૂર્વક સાબિત થયા: ઓછી કિંમત, લાંબી સેવા જીવન અને, સૌથી અગત્યનું, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા. જો લેમ્પ્સ માટે તે 5% થી વધુ ન હોય, તો કેટલાક એલઇડી ઉત્પાદકો ઓછામાં ઓછી 60% વીજળીના વપરાશના પ્રકાશમાં પરિવર્તન જાહેર કરે છે. આ નિવેદનોની સત્યતા માર્કેટર્સના અંતરાત્મા પર રહે છે, પરંતુ સેમિકન્ડક્ટર તત્વોના ગ્રાહક ગુણધર્મોનો ઝડપી વિકાસ શંકાની બહાર છે.

એલઇડી શું છે અને તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

લાઇટ-એમિટિંગ ડાયોડ (LED, LED) એ પરંપરાગત છે સેમિકન્ડક્ટર ડાયોડ, સ્ફટિકોના આધારે બનાવવામાં આવે છે:

• ગેલિયમ આર્સેનાઇડ, ઇન્ડિયમ ફોસ્ફાઇડ અથવા ઝીંક સેલેનાઇડ - ઓપ્ટિકલ શ્રેણીના ઉત્સર્જકો માટે;
• ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ - અલ્ટ્રાવાયોલેટ વિભાગના ઉપકરણો માટે;
• લીડ સલ્ફાઇડ - ઇન્ફ્રારેડ શ્રેણીમાં ઉત્સર્જન કરતા તત્વો માટે.

આ સામગ્રીઓની પસંદગી એ હકીકતને કારણે છે કે જ્યારે ફોરવર્ડ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે તેમાંથી બનાવેલ ડાયોડ્સનું p-n જંકશન પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે. સામાન્ય સિલિકોન અથવા જર્મેનિયમ ડાયોડ્સ માટે, આ ગુણધર્મ ખૂબ જ નબળી રીતે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે - વ્યવહારીક રીતે કોઈ ગ્લો નથી.

એલઇડીનું 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. પરિણામે ઉત્સર્જિત પ્રકાશ મોનોક્રોમેટિક છે.

આવા કિરણોત્સર્ગનું લક્ષણ એ ખૂબ જ સાંકડી સ્પેક્ટ્રમ છે, અને પ્રકાશ ફિલ્ટર્સ સાથે ઇચ્છિત રંગ પસંદ કરવાનું મુશ્કેલ છે. અને આ ઉત્પાદન સિદ્ધાંત સાથે ગ્લોના કેટલાક રંગો (સફેદ, વાદળી) અપ્રાપ્ય છે. તેથી, હાલમાં, એક ટેક્નોલોજી વ્યાપક છે જેમાં LED ની બાહ્ય સપાટી ફોસ્ફરથી ઢંકાયેલી હોય છે, અને તેની ગ્લો p-n જંકશન રેડિયેશન દ્વારા શરૂ થાય છે (જે યુવી શ્રેણીમાં દેખાઈ શકે છે અથવા આવી શકે છે).

એલઇડી ઉપકરણ

LED મૂળ રીતે પરંપરાગત ડાયોડ - એક p-n જંકશન અને બે આઉટપુટની જેમ ગોઠવવામાં આવ્યું હતું. ગ્લો જોવા માટે પારદર્શક વિન્ડો સાથે માત્ર પારદર્શક સંયોજનથી બનેલો અથવા મેટલનો બનેલો કેસ. પરંતુ તેઓ ઉપકરણના શેલમાં વધારાના ઘટકોને એમ્બેડ કરવાનું શીખ્યા. દાખ્લા તરીકે, રેઝિસ્ટર - એલઇડી ચાલુ કરવા માટે બાહ્ય પાઇપિંગ વિના જરૂરી વોલ્ટેજ (12 V, 220 V) ના સર્કિટમાં. અથવા ફ્લેશિંગ લાઇટ ઉત્સર્જિત તત્વો બનાવવા માટે વિભાજક સાથે જનરેટર. ઉપરાંત, કેસને ફોસ્ફરથી આવરી લેવાનું શરૂ થયું, જે જ્યારે p-n જંકશન સળગાવવામાં આવે છે ત્યારે ચમકે છે - આ રીતે LED ની ક્ષમતાઓને વિસ્તૃત કરવી શક્ય છે.

લીડલેસ રેડિયો તત્વોમાં સંક્રમણ તરફના વલણે LEDs ને બાયપાસ કર્યું નથી. ઉત્પાદન તકનીકમાં ફાયદા સાથે, SMD ઉપકરણો ઝડપથી લાઇટિંગ બજારને કબજે કરી રહ્યાં છે. આવા તત્વોમાં તારણો હોતા નથી. P-n જંકશન સિરામિક બેઝ પર માઉન્ટ થયેલ છે, એક સંયોજનથી ભરેલું છે અને ફોસ્ફર સાથે કોટેડ છે. વોલ્ટેજ સંપર્ક પેડ્સ દ્વારા લાગુ કરવામાં આવે છે.

હાલમાં, લાઇટિંગ ઉપકરણો COB તકનીકનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પાદિત એલઇડીથી સજ્જ થવા લાગ્યા. તેનો સાર એ છે કે ઘણા (2-3 થી સેંકડો સુધી) p-n જંકશન એક પ્લેટ પર માઉન્ટ થયેલ છે, એક મેટ્રિક્સમાં જોડાયેલા છે. ઉપરથી, બધું એક જ કેસમાં મૂકવામાં આવે છે (અથવા એસએમડી મોડ્યુલ રચાય છે) અને ફોસ્ફરથી આવરી લેવામાં આવે છે. આ ટેક્નોલોજીમાં મોટી સંભાવનાઓ છે, પરંતુ તે અસંભવિત છે કે તે SDના અન્ય સંસ્કરણોને સંપૂર્ણપણે બદલશે.

કયા પ્રકારના એલઇડી અસ્તિત્વમાં છે અને તેનો ક્યાં ઉપયોગ થાય છે

ઓપ્ટિકલ રેન્જના એલઈડીનો ઉપયોગ ડિસ્પ્લે એલિમેન્ટ્સ અને લાઇટિંગ ડિવાઇસ તરીકે થાય છે. દરેક વિશેષતાની પોતાની જરૂરિયાતો હોય છે.

સૂચક એલઈડી

સૂચક એલઇડીનું કાર્ય ઉપકરણની સ્થિતિ (પાવર સપ્લાય, એલાર્મ, સેન્સર ઓપરેશન, વગેરે) બતાવવાનું છે. આ વિસ્તારમાં, p-n જંકશન ગ્લો સાથે LEDsનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. ફોસ્ફરવાળા ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવા માટે તે પ્રતિબંધિત નથી, પરંતુ ત્યાં વધુ બિંદુ નથી.અહીં, ગ્લોની તેજ પ્રથમ સ્થાને નથી. અગ્રતા કોન્ટ્રાસ્ટ અને વિશાળ જોવાનો કોણ છે. આઉટપુટ LEDs (ટ્રુ હોલ) નો ઉપયોગ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ પેનલ પર થાય છે, આઉટપુટ LEDs અને SMD નો ઉપયોગ બોર્ડ પર થાય છે.

લાઇટિંગ એલઇડી

લાઇટિંગ માટે, તેનાથી વિપરીત, ફોસ્ફરવાળા તત્વોનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે થાય છે. આ તમને પૂરતા પ્રમાણમાં પ્રકાશ આઉટપુટ અને કુદરતીની નજીકના રંગો મેળવવાની મંજૂરી આપે છે. આ વિસ્તારમાંથી લીડ-આઉટ LEDs વ્યવહારીક રીતે SMD તત્વો દ્વારા સ્ક્વિઝ કરવામાં આવે છે. COB LED નો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.

એક અલગ કેટેગરીમાં, અમે ઓપ્ટિકલ અથવા ઇન્ફ્રારેડ રેન્જમાં સિગ્નલ પ્રસારિત કરવા માટે રચાયેલ ઉપકરણોને અલગ પાડી શકીએ છીએ. ઉદાહરણ તરીકે, ઘરગથ્થુ ઉપકરણો માટે અથવા સુરક્ષા ઉપકરણો માટે રિમોટ કંટ્રોલ માટે. અને યુવી શ્રેણીના તત્વોનો ઉપયોગ કોમ્પેક્ટ અલ્ટ્રાવાયોલેટ સ્ત્રોતો (ચલણ માટે ડિટેક્ટર, જૈવિક સામગ્રી, વગેરે) માટે થઈ શકે છે.

એલઇડીની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ

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

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

બાકીની લાક્ષણિકતાઓ ચોક્કસ "LED" અક્ષરની છે.

ગ્લો રંગ

ગ્લો કલર - આ પરિમાણ ઓપ્ટિકલ રેન્જના એલઈડીને લાક્ષણિકતા આપે છે. લાઇટિંગ ફિક્સરમાં, મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, વિવિધ સાથે સફેદ પ્રકાશ તાપમાન. સૂચક રાશિઓમાં કોઈપણ દૃશ્યમાન રંગો હોઈ શકે છે.

તરંગલંબાઇ

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

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

તેથી, ઉત્સર્જિત તરંગની તરંગલંબાઇ એકદમ માહિતીપ્રદ આકૃતિ છે.

વર્તમાન વપરાશ

વપરાશ કરેલ પ્રવાહ એ ઓપરેટિંગ પ્રવાહ છે કે જેના પર રેડિયેશનની તેજ શ્રેષ્ઠ હોય છે. જો તે સહેજ ઓળંગાઈ જાય, તો ઉપકરણ ઝડપથી નિષ્ફળ જશે નહીં - અને આ મહત્તમ સ્વીકાર્ય કરતાં તેનો તફાવત છે. તેને ઘટાડવું પણ અનિચ્છનીય છે - રેડિયેશનની તીવ્રતા ઘટશે.

શક્તિ

પાવર વપરાશ - અહીં બધું સરળ છે. પ્રત્યક્ષ પ્રવાહ પર, તે ફક્ત વપરાશ કરેલ વર્તમાન અને લાગુ વોલ્ટેજનું ઉત્પાદન છે. લાઇટિંગ ટેક્નોલૉજીના ઉત્પાદકો મોટી સંખ્યામાં પેકેજિંગ પરની સમકક્ષ શક્તિ - અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાની શક્તિ, જેનો તેજસ્વી પ્રવાહ આપેલ લેમ્પના પ્રવાહ જેટલો હોય છે તે દર્શાવીને આ ખ્યાલમાં મૂંઝવણ રજૂ કરે છે.

દૃશ્યમાન ઘન કોણ

સ્પષ્ટ નક્કર કોણ પ્રકાશ સ્ત્રોતના કેન્દ્રમાંથી નીકળતા શંકુ તરીકે સહેલાઈથી રજૂ થાય છે. આ પરિમાણ આ શંકુના ઉદઘાટન કોણ જેટલું છે. સૂચક LEDs માટે, તે નક્કી કરે છે કે એલાર્મ બહારથી કેવી રીતે જોવામાં આવશે. લાઇટિંગ તત્વો માટે, તેજસ્વી પ્રવાહ તેના પર આધાર રાખે છે.

મહત્તમ પ્રકાશની તીવ્રતા

ઉપકરણની તકનીકી લાક્ષણિકતાઓમાં મહત્તમ તેજસ્વી તીવ્રતા કેન્ડેલામાં સૂચવવામાં આવે છે. પરંતુ વ્યવહારમાં તે તેજસ્વી પ્રવાહની વિભાવના સાથે કામ કરવા માટે વધુ અનુકૂળ હોવાનું બહાર આવ્યું છે. તેજસ્વી પ્રવાહ (લ્યુમેન્સમાં) તેજસ્વી તીવ્રતા (કેન્ડેલામાં) અને દેખીતા ઘન કોણના ઉત્પાદનની બરાબર છે.સમાન તેજસ્વી તીવ્રતાવાળા બે એલઈડી જુદા જુદા ખૂણા પર અલગ અલગ પ્રકાશ આપે છે. કોણ જેટલો મોટો, તેટલો તેજસ્વી પ્રવાહ. તેથી લાઇટિંગ સિસ્ટમ્સની ગણતરી માટે તે વધુ અનુકૂળ છે.

વોલ્ટેજ ડ્રોપ

ફોરવર્ડ વોલ્ટેજ ડ્રોપ એ વોલ્ટેજ છે જે LED ચાલુ હોય ત્યારે સમગ્રમાં નીચે આવે છે. તે જાણીને, વ્યક્તિ જરૂરી વોલ્ટેજની ગણતરી કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરતા તત્વોની શ્રેણીની સાંકળ ખોલવા માટે.

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

એલઇડીનું નજીવા વોલ્ટેજ શોધવાનો સૌથી સહેલો રસ્તો એ છે કે સંદર્ભ સાહિત્યનો સંપર્ક કરવો. પરંતુ જો તમે ચિહ્નિત કર્યા વિના અજાણ્યા મૂળના ઉપકરણ પર આવો છો, તો પછી તમે તેને એડજસ્ટેબલ પાવર સ્ત્રોત સાથે કનેક્ટ કરી શકો છો અને વોલ્ટેજને શૂન્યથી સરળતાથી વધારી શકો છો. ચોક્કસ વોલ્ટેજ પર, LED તેજસ્વી રીતે ફ્લેશ થશે. આ તત્વનું ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ છે. આ તપાસ કરતી વખતે ધ્યાનમાં રાખવાની કેટલીક બાબતો છે:

• પરીક્ષણ હેઠળનું ઉપકરણ બિલ્ટ-ઇન રેઝિસ્ટર સાથે હોઈ શકે છે અને તે પૂરતા પ્રમાણમાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ (220 V સુધી) માટે રચાયેલ છે - દરેક પાવર સ્ત્રોતમાં આવી ગોઠવણ શ્રેણી હોતી નથી;
• LED રેડિયેશન સ્પેક્ટ્રમ (UV અથવા IR) ના દૃશ્યમાન ભાગની બહાર હોઈ શકે છે - પછી ઇગ્નીશનની ક્ષણ દૃષ્ટિની રીતે નક્કી કરી શકાતી નથી (જોકે IR ઉપકરણની ગ્લો કેટલાક કિસ્સાઓમાં સ્માર્ટફોન કેમેરા દ્વારા જોઈ શકાય છે);
• ધ્રુવીયતાના કડક પાલન સાથે તત્વને સતત વોલ્ટેજ સ્ત્રોત સાથે કનેક્ટ કરવું જરૂરી છે, અન્યથા ઉપકરણની ક્ષમતાઓ કરતાં વધુ રિવર્સ વોલ્ટેજ સાથે LED ને અક્ષમ કરવું સરળ છે.

જો તત્વના પિનઆઉટને જાણવામાં કોઈ વિશ્વાસ ન હોય તો, વોલ્ટેજને 3 ... 3.5 V સુધી વધારવું વધુ સારું છે, જો એલઇડી પ્રકાશમાં ન આવે તો, વોલ્ટેજને દૂર કરો, સ્ત્રોત ધ્રુવોનું જોડાણ બદલો અને પુનરાવર્તન કરો. પ્રક્રિયા

એલઇડીની ધ્રુવીયતા કેવી રીતે નક્કી કરવી

લીડ્સની ધ્રુવીયતા નક્કી કરવા માટે ઘણી પદ્ધતિઓ છે.

1. લીડલેસ તત્વો (COB સહિત) માટે, સપ્લાય વોલ્ટેજની ધ્રુવીયતા સીધા કેસ પર સૂચવવામાં આવે છે - શેલ પરના પ્રતીકો અથવા ભરતી દ્વારા.
2. LED માં નિયમિત p-n જંકશન હોવાથી, તેને ડાયોડ ટેસ્ટ મોડમાં મલ્ટિમીટર સાથે કૉલ કરી શકાય છે. કેટલાક પરીક્ષકો પાસે માપન વોલ્ટેજ હોય ​​છે જે LEDને પ્રકાશવા માટે પૂરતું હોય છે. પછી કનેક્શનની શુદ્ધતા તત્વની ગ્લો દ્વારા દૃષ્ટિની રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે.
3. મેટલ કેસમાં CCCP દ્વારા ઉત્પાદિત કેટલાક ઉપકરણોમાં કેથોડ વિસ્તારમાં કી (પ્રોટ્રુઝન) હતી.
4. આઉટપુટ તત્વો માટે, કેથોડ આઉટપુટ લાંબું છે. આ આધારે, ફક્ત બિન-સોલ્ડર તત્વો માટે પિનઆઉટ નક્કી કરવાનું શક્ય છે. વપરાયેલ એલઇડી લીડ્સ કોઈપણ રીતે માઉન્ટ કરવા માટે ટૂંકા અને વળેલા છે.
5. છેલ્લે, સ્થાન શોધો એનોડ અને કેથોડ કદાચ LED ના વોલ્ટેજ નક્કી કરવા માટેની સમાન પદ્ધતિ. ગ્લો ત્યારે જ શક્ય બનશે જ્યારે તત્વ યોગ્ય રીતે ચાલુ હોય - કેથોડથી સ્ત્રોતના માઈનસ સુધી, એનોડથી પ્લસ સુધી.

ટેકનોલોજી વિકાસ સ્થિર નથી. થોડા દાયકાઓ પહેલા સુધી, LED પ્રયોગશાળાના પ્રયોગો માટે મોંઘું રમકડું હતું. હવે તેના વિના જીવનની કલ્પના કરવી મુશ્કેલ છે. આગળ શું થશે - સમય કહેશે.

સમાન લેખો: