LED کیسے کام کرتا ہے
LED کیسے کام کرتا ہے؟
LED کی تعریف
LED، یا روشنی پیدا کرنے والا دیودار، ایک سیمی کنڈکٹر جسے الیکٹرو لیومینیسنس کے ذریعے الیکٹرکلی طاقت کے ذریعے روشنی پیدا کرتا ہے۔
LED کیسے کام کرتا ہے
ایک عام دیودار کی طرح، LED دیودار فوروارڈ بائیسڈ ہوتا ہے۔ اس صورت میں، n-ٹائپ سیمی کنڈکٹر p-ٹائپ کے مقابلے میں زیادہ ڈوپڈ ہوتا ہے جس سے p-n جنکشن بناتا ہے۔ جب یہ فوروارڈ بائیسڈ ہوتا ہے تو پوٹینشل بیریئر کم ہو جاتا ہے اور الیکٹرانز اور ہولز ڈیپلیشن لیئر (یا ایکٹیو لیئر) پر مل جاتے ہیں، روشنی یا فوٹنز تمام سمتوں میں جاری ہوتے ہیں۔ نیچے دیا گیا شکل فوروارڈ بائیسڈ کرنے پر الیکٹران-ہول پیر کے مل جانے کی وجہ سے روشنی کی جاری کو ظاہر کرتا ہے۔
LED میں فوٹنز کی جاری کو سلیڈ کی توانائی بینڈ نظریہ کے ذریعے سمجھا جاتا ہے، جس کے مطابق روشنی کی جاری میٹریال کے بینڈ گیپ کے مستقیم یا غیر مستقیم ہونے پر منحصر ہوتی ہے۔ وہ سیمی کنڈکٹر میٹریال جن کا بینڈ گیپ مستقیم ہوتا ہے وہ فوٹنز کو جاری کرتے ہیں۔ مستقیم بینڈ گیپ میٹریال میں، کنڈکشن بینڈ کی توانائی کا درجہ مستقیماً والینس بینڈ کے اوپری درجے کے اوپر رہتا ہے۔
جب الیکٹرانز اور ہولز مل جاتے ہیں، توانائی E = hν جس کی توانائی △ (eV) کے برابر ہوتی ہے، روشنی کی توانائی یا فوٹنز کی شکل میں جاری ہوتی ہے جہاں h پلانک کی دائم ہے اور ν روشنی کی فریکوئنسی ہے۔
مستقیم بینڈ گیپ
غیر مستقیم بینڈ گیپ میٹریال ناشعاعی ہوتے ہیں کیونکہ ان کے کنڈکشن بینڈ کا درجہ والینس بینڈ کے اوپری درجے کے ساتھ مماثلت نہیں رکھتا ہے، جس کی وجہ سے زیادہ تر توانائی گرمی میں تبدیل ہوجاتی ہے۔ مثال Si، Ge وغیرہ ہیں۔
غیر مستقیم بینڈ گیپ
مستقیم بینڈ گیپ کا مثال گیلیم آرسینائیڈ (GaAs) ہے، جو کمپاؤنڈ سیمی کنڈکٹر ہے جو LED میں استعمال ہوتا ہے۔ GaAs میں ڈوپنٹ اتم جمع کیے جاتے ہیں تاکہ وسیع رنگوں کا رنگ دیا جا سکے۔ LED میں استعمال ہونے والے کچھ میٹریال یہ ہیں:
آلیمینیم گیلیم آرسینائیڈ (AlGaAs) – انفراریڈ۔
گیلیم آرسینائیڈ فاسفائیڈ (GaAsP) – سرخ، نارنجی، پیلا۔
آلیمینیم گیلیم فاسفائیڈ (AlGaP) – سبز۔
اینڈیم گیلیم نائٹراڈ (InGaN) – نیلا، نیلا-سبز، قریب UV۔
زینک سیلینائیڈ (ZnSe) – نیلا۔
LED کی فزیکل ساخت
LED کی طرز ساخت ایسی ہے کہ کے باعث جاری کردہ روشنی میٹریال میں دوبارہ جذب نہ ہو۔ یہ یقینی بنایا جاتا ہے کہ الیکٹران-ہول کا ملنا سطح پر ہوتا ہے۔
اوپر دیا گیا شکل LED p-n جنکشن کی دو مختلف طرز ساخت کو ظاہر کرتا ہے۔ p-ٹائپ لیئر پतلا بنایا جاتا ہے اور n-ٹائپ سبستریٹ پر اگایا جاتا ہے۔ میٹل الیکٹرودز p-n جنکشن کے دونوں طرف لگائے جاتے ہیں جو بیرونی الیکٹرکل کنکشن کے طور پر کام کرتے ہیں۔ LED p-n جنکشن کو ایک گنبد نما شفاف کیس میں رکھا جاتا ہے تاکہ روشنی تمام سمتوں میں یکساں طور پر جاری ہو اور کم سے کم داخلی عکسیت ہو۔
LED کا بڑا پائیں پوزیٹیو الیکٹرود یا اینڈ کو ظاہر کرتا ہے۔
