আলো-নির্গত ডায়োডের ব্যবহার এবং নীতিগত বিশ্লেষণ

2021-12-28

একটি লাইট-এমিটিং ডায়োড (এলইডি) হল একটি আলো-নির্গত ডিসপ্লে ডিভাইস যা সেমিকন্ডাক্টর পদার্থ যেমন গ্যালিয়াম ফসফাইড (GaP) দিয়ে তৈরি যা সরাসরি বৈদ্যুতিক শক্তিকে আলোক শক্তিতে রূপান্তর করতে পারে। যখন এটির মধ্য দিয়ে একটি নির্দিষ্ট স্রোত প্রবাহিত হয়, তখন এটি আলো নির্গত করবে।
হালকা নির্গত ডায়োডগুলিও সাধারণ ডায়োডের মতো PN কাঠামো দিয়ে তৈরি এবং তাদেরও একমুখী পরিবাহিতা রয়েছে। এটি ব্যাপকভাবে বিভিন্ন ইলেকট্রনিক সার্কিট, বাড়ির যন্ত্রপাতি, মিটার এবং পাওয়ার সাপ্লাই ইঙ্গিত বা স্তর নির্দেশের জন্য অন্যান্য সরঞ্জামগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
(1) আলো-নির্গত ডায়োডগুলি নির্দেশক বাতি হিসাবে ব্যবহৃত হয়। আলো-নির্গত ডায়োডের সাধারণ প্রয়োগ সার্কিট চিত্রে দেখানো হয়েছে। R হল কারেন্ট-লিমিটিং রেসিস্টর, এবং I হল আলো-নিঃসরণকারী ডায়োডের মাধ্যমে প্রবাহিত কারেন্ট। আলো-নিঃসরণকারী ডায়োডের টিউব ভোল্টেজ ড্রপ সাধারণত সাধারণ ডায়োডের চেয়ে বড়, প্রায় 2V, এবং আলো-নির্গত ডায়োডগুলি স্বাভাবিকভাবে কাজ করার জন্য পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজ টিউব ভোল্টেজ ড্রপের চেয়ে বেশি হতে হবে।
এসি পাওয়ার ইন্ডিকেটর সার্কিটে লাইট-এমিটিং ডায়োড ব্যবহার করা হয়। VD1 হল একটি রেকটিফায়ার ডায়োড, VD2 হল একটি আলো-নির্গমনকারী ডায়োড, R হল একটি কারেন্ট-লিমিটিং প্রতিরোধক, এবং T হল একটি পাওয়ার ট্রান্সফরমার৷
(2) আলো-নির্গত ডায়োডগুলি হালকা নির্গত টিউব হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ইনফ্রারেড রিমোট কন্ট্রোলার, ইনফ্রারেড ওয়্যারলেস হেডফোন, ইনফ্রারেড অ্যালার্ম এবং অন্যান্য সার্কিটে, ইনফ্রারেড আলো-নির্গত ডায়োডগুলি হালকা নির্গত টিউব হিসাবে ব্যবহৃত হয়, VT হল একটি সুইচ মডুলেটিং ট্রানজিস্টর এবং VD হল একটি ইনফ্রারেড আলো-নির্গত ডায়োড। সংকেত উৎস VT-এর মাধ্যমে VD-কে চালিত করে এবং মডিউল করে, যাতে VD মড্যুলেটেড ইনফ্রারেড আলো বাইরের দিকে নির্গত করে।
আলো-নির্গত ডায়োডগুলির মূল বিশ্লেষণ
এটি এক ধরনের সেমিকন্ডাক্টর ডায়োড যা বৈদ্যুতিক শক্তিকে আলোক শক্তিতে রূপান্তর করতে পারে। আলো-নিঃসরণকারী ডায়োডটি সাধারণ দ্বি-মেরু LED চিপের বিকাশ টিউবের মতো একটি PN জংশন নিয়ে গঠিত এবং এটির একমুখী পরিবাহিতাও রয়েছে। যখন একটি ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ আলো-নিঃসরণকারী ডায়োডে প্রয়োগ করা হয়, তখন P এলাকা থেকে N এলাকায় প্রবেশ করানো গর্ত এবং N এলাকা থেকে P এলাকায় প্রবেশ করানো ইলেকট্রনগুলি যথাক্রমে N এলাকার ইলেকট্রন এবং শূন্যস্থানের সংস্পর্শে থাকে। PN জংশনের কয়েক মাইক্রনের মধ্যে P এলাকায়। গর্তগুলি পুনরায় একত্রিত হয় এবং স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমন ফ্লুরোসেন্স তৈরি করে। বিভিন্ন অর্ধপরিবাহী পদার্থের ইলেকট্রন এবং গর্তের শক্তির অবস্থা ভিন্ন। যখন ইলেকট্রন এবং ছিদ্র পুনরায় একত্রিত হয়, তখন নির্গত শক্তি কিছুটা ভিন্ন হয়। যত বেশি শক্তি নির্গত হবে, নির্গত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য তত কম হবে। সাধারণত ব্যবহৃত ডায়োডগুলি লাল, সবুজ বা হলুদ আলো নির্গত করে। আলো-নির্গত ডায়োডের রিভার্স ব্রেকডাউন ভোল্টেজ 5 ভোল্টের বেশি। এর ফরোয়ার্ড ভোল্ট-অ্যাম্পিয়ার বৈশিষ্ট্যযুক্ত বক্ররেখাটি খুব খাড়া, এবং ডায়োডের মাধ্যমে কারেন্ট নিয়ন্ত্রণ করতে এটি একটি কারেন্ট-সীমাবদ্ধ প্রতিরোধকের সাথে সিরিজে ব্যবহার করা আবশ্যক। বর্তমান-সীমাবদ্ধ প্রতিরোধের R নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা গণনা করা যেতে পারে
R=(Eï¼ UF)/IF

যেখানে E হল পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজ, UF হল LED এর ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ, এবং IF হল LED-এর স্বাভাবিক অপারেটিং কারেন্ট। আলো-নিঃসরণকারী ডায়োডের মূল অংশটি একটি পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর এবং একটি এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের সমন্বয়ে গঠিত একটি ওয়েফার। পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর এবং এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের মধ্যে একটি ট্রানজিশন লেয়ার থাকে, যাকে পিএন জংশন বলে। নির্দিষ্ট অর্ধপরিবাহী পদার্থের PN জংশনে, যখন ইনজেকশন করা সংখ্যালঘু বাহক এবং সংখ্যাগরিষ্ঠ বাহক পুনরায় একত্রিত হয়, তখন অতিরিক্ত শক্তি আলোর আকারে নির্গত হয়, যার ফলে সরাসরি বৈদ্যুতিক শক্তিকে আলোক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। পিএন জংশনে বিপরীত ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে, সংখ্যালঘু বাহককে ইনজেকশন করা কঠিন, তাই এটি আলো নির্গত করে না। ইনজেকশন ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্স নীতি দ্বারা তৈরি এই ধরনের ডায়োডকে আলোক-নিঃসরণকারী ডায়োড বলা হয়, যা সাধারণত LED নামে পরিচিত। যখন এটি একটি ইতিবাচক কাজের অবস্থায় থাকে (অর্থাৎ, উভয় প্রান্তে একটি ধনাত্মক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়), যখন LED অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়, তখন সেমিকন্ডাক্টর ক্রিস্টাল অতিবেগুনি থেকে ইনফ্রারেড পর্যন্ত বিভিন্ন রঙের আলো নির্গত করে এবং তীব্রতা আলো কারেন্টের সাথে সম্পর্কিত।