LED কী?

LED কি?

LED এর সংজ্ঞা

লাইট এমিটিং ডায়োড (LED) হল একটি অর্ধপরিবাহী যন্ত্র যা তার মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে আলো উৎপন্ন করে।পুরনো LED প্রযুক্তিগুলি গ্যালিয়াম আরসেনাইড ফসফাইড (GaAsP), গ্যালিয়াম ফসফাইড (GaP) এবং অ্যালুমিনিয়াম গ্যালিয়াম আরসেনাইড (AlGaAs) ব্যবহার করত।LED এরা প্রত্যক্ষ বিদ্যুৎ প্রবাহের মাধ্যমে ডোপড ক্রিস্টালের PN জাংশনে বিদ্যুৎ-আলোক প্রভাবের মাধ্যমে দৃশ্যমান আলো উৎপন্ন করে।

ডোপিং প্রক্রিয়ায় পর্যায় সারণীর কলাম III এবং V থেকে উপাদান যোগ করা হয়। একটি ফরওয়ার্ড বাইএসড বিদ্যুৎ (IF) দ্বারা শক্তিশালী হলে, p-n জাংশন একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যে আলো উৎপন্ন করে, যা সক্রিয় অঞ্চল (Eg) এর শক্তি ব্যবধান দ্বারা নির্ধারিত হয়।

লাইট এমিটিং ডায়োড (LED) কিভাবে কাজ করে

ডায়োডের p-n জাংশনের মধ্য দিয়ে ফরওয়ার্ড বাইএসড বিদ্যুৎ IF প্রয়োগ করা হলে, ক্ষুদ্র বহিরাগত ইলেকট্রন গুলি p-অঞ্চলে এবং সম্পর্কিত ক্ষুদ্র বহিরাগত ইলেকট্রন গুলি n-অঞ্চলে প্রবেশ করে। p-অঞ্চলে ইলেকট্রন-হোল পুনর্সংযোজনের ফলে ফোটন উৎপন্ন হয়।

শক্তি ব্যবধানের মধ্য দিয়ে ইলেকট্রন শক্তির পরিবর্তন, যা রেডিয়েটিভ পুনর্সংযোজন নামে পরিচিত, ফোটন (অর্থাৎ আলো) উৎপন্ন করে, অন্যদিকে শান্ট শক্তির পরিবর্তন, যা নন-রেডিয়েটিভ পুনর্সংযোজন নামে পরিচিত, ফোনন (অর্থাৎ তাপ) উৎপন্ন করে। নিম্নের তালিকায় বিভিন্ন পিক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের জন্য সাধারণ AlInGaP LEDs এবং InGaN LEDs এর প্রতিভাস কার্যক্ষমতা দেখানো হল।

LED কার্যক্ষমতা জাংশনে উৎপন্ন আলো এবং আলো ক্রিস্টাল থেকে বেরিয়ে আসার সময় পুনর্বিশোষণের কারণে ক্ষতির উপর নির্ভর করে। সবচেয়ে বেশি অর্ধপরিবাহীর উচ্চ অপবর্তন সূচকের কারণে, বেশিরভাগ আলো ক্রিস্টালের মধ্যে প্রতিফলিত হয়, যার ফলে তার তীব্রতা কমে যায় আলো বের হওয়ার আগেই। এই চূড়ান্ত পরিমাপযোগ্য দৃশ্যমান শক্তির মাধ্যমে প্রকাশিত কার্যক্ষমতাকে বহিরাগত কার্যক্ষমতা বলা হয়।

বিদ্যুৎ-আলোক প্রভাব 1923 সালে প্রাকৃতিকভাবে ঘটা জাংশনে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল, কিন্তু তখন এটি বিদ্যুৎ শক্তি থেকে আলো রূপান্তরের কম কার্যক্ষমতার কারণে অপ্রায়োগিক ছিল। কিন্তু, আজ কার্যক্ষমতা বেশি হয়েছে এবং LEDs শুধুমাত্র সিগন্যাল, ইন্ডিকেটর, চিহ্ন এবং ডিসপ্লে নয়, বরং আভ্যন্তরীণ আলোক এবং রাস্তার আলোক প্রয়োগেও ব্যবহৃত হচ্ছে।

LED এর রঙ

LED ডিভাইসের রঙ প্রধান তরঙ্গদৈর্ঘ্য (λd, nm) দ্বারা প্রকাশ করা হয়। AlInGaP LEDs লাল (626 থেকে 630 nm), লাল-অরেঞ্জ (615 থেকে 621 nm), অরেঞ্জ (605 nm) এবং অ্যাম্বার (590 থেকে 592 nm) রঙ উৎপন্ন করে। InGaN LEDs সবুজ (525 nm), নীল-সবুজ (498 থেকে 505 nm) এবং নীল (470 nm) রঙ উৎপন্ন করে। AlInGaP LEDs এর রঙ এবং ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ LED p-n জাংশনের তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।

LED p-n জাংশনের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে, প্রতিভাস তীব্রতা কমে, প্রধান তরঙ্গদৈর্ঘ্য দীর্ঘতর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দিকে সরে যায় এবং ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ কমে। -20°C থেকে 80°C পর্যন্ত পরিবেশের তাপমাত্রায় InGaN LEDs এর প্রতিভাস তীব্রতার পরিবর্তন ছোট (প্রায় 10%)। তবে, InGaN LEDs এর প্রধান তরঙ্গদৈর্ঘ্য LED ড্রাইভ বিদ্যুতের উপর নির্ভর করে; LED ড্রাইভ বিদ্যুৎ বৃদ্ধি পেলে, প্রধান তরঙ্গদৈর্ঘ্য ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দিকে সরে যায়।

আপনি যদি কোন ইলেকট্রনিক্স প্রকল্পের জন্য রঙিন LEDs ব্যবহার করতে চান, তাহলে সেরা Arduino স্টার্টার কিটগুলি বিভিন্ন রঙের LEDs সহ থাকে।

ডিমিং

LEDs ড্রাইভ বিদ্যুত কমিয়ে দিয়ে তাদের রেটেড আলোর 10% প্রদান করা যায়। LEDs সাধারণত Pulse Width Modulation পদ্ধতিতে ডিম করা হয়।

বিশ্বসনীয়তা

LED এর দীর্ঘায়ুর জন্য সর্বোচ্চ জাংশন তাপমাত্রা (TJMAX) অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই তাপমাত্রা ছাড়িয়ে যাওয়ার ফলে সাধারণত এনক্যাপসুলেটেড ডিভাইস ক্ষতিগ্রস্ত হয়। LED দীর্ঘায়ু গড় সময় ব্যর্থতা (MTBF) দ্বারা পরিমাপ করা হয়, যা অনেক সংখ্যক LEDs একটি মান বিদ্যুৎ এবং তাপমাত্রায় পরীক্ষা করে অর্ধেক ব্যর্থ হওয়া পর্যন্ত হিসাব করা হয়।

সাদা LEDs

সাদা LEDs এখন দুই পদ্ধতিতে তৈরি করা হচ্ছে: প্রথম পদ্ধতিতে লাল, সবুজ এবং নীল LED চিপগুলি একই প্যাকেজে সংযুক্ত করে সাদা আলো উৎপন্ন করা হয়; দ্বিতীয় পদ্ধতিতে ফসফোরেসেন্স ব্যবহার করা হয়। InGaN LED ডিভাইস থেকে ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের শক্তি দ্বারা এপক্সি দ্বারা আবদ্ধ ফসফরে ফ্লুরেসেন্স সক্রিয় হয়।

প্রতিভাস কার্যক্ষমতা

LED এর প্রতিভাস কার্যক্ষমতা হল একক বিদ্যুৎ শক্তি (W) প্রতি উৎপন্ন প্রতিভাস প্রবাহ (lm)। নীল LED এর রেটেড আন্তঃকার্যক্ষমতা 75 lm/W; লাল LED, প্রায় 155 lm/W; এবং অ্যাম্বার LED, 500 lm/W। অভ্যন্তরীণ পুনর্বিশোষণের কারণে ক্ষতির বিবেচনায় প্রতিভাস কার্যক্ষমতা অ্যাম্বার এবং সবুজ LED এর ক্ষেত্রে 20 থেকে 25 lm/W এর মাত্রায় থাকে। এই কার্যক্ষমতার সংজ্ঞাকে বহিরাগত কার্যক্ষমতা বলা হয় এবং অন্যান্য আলোক উৎস প্রকারের কার্যক্ষমতার সংজ্ঞার সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ।