2024-01-15
LED (Light Emitting Diode) ایک سالڈ سٹیٹ سیمی کنڈکٹر ڈیوائس ہے جو برقی توانائی کو مرئی روشنی میں تبدیل کر سکتی ہے۔ یہ بجلی کو براہ راست روشنی میں تبدیل کر سکتا ہے۔ ایل ای ڈی کا دل ایک سیمی کنڈکٹر چپ ہے، جس کا ایک سرا بریکٹ سے منسلک ہوتا ہے، ایک سرا منفی الیکٹروڈ ہوتا ہے، اور دوسرا سرا پاور سپلائی کے مثبت الیکٹروڈ سے جڑا ہوتا ہے، جس سے پوری چپ ایپوکسی رال میں لپٹی ہوتی ہے۔
ایک سیمی کنڈکٹر چپ دو حصوں پر مشتمل ہوتی ہے، ایک پی قسم کا سیمی کنڈکٹر ہوتا ہے جس میں سوراخ غالب ہوتے ہیں، اور دوسرا این قسم کا سیمی کنڈکٹر ہوتا ہے جس میں الیکٹران کا غلبہ ہوتا ہے۔ لیکن جب یہ دونوں سیمی کنڈکٹرز آپس میں جڑے ہوتے ہیں تو ان کے درمیان ایک P-N جنکشن بنتا ہے۔ جب کرنٹ تار سے گزرتا ہے اور چپ پر کام کرتا ہے، تو الیکٹران P خطے کی طرف دھکیلتے ہیں، جہاں وہ سوراخوں کے ساتھ دوبارہ مل جاتے ہیں اور فوٹان کی شکل میں توانائی خارج کرتے ہیں۔ یہ اصول ہے۔ایل ای ڈی لائٹاخراج روشنی کی طول موج، جسے روشنی کا رنگ بھی کہا جاتا ہے، کا تعین اس مواد سے ہوتا ہے جو P-N جنکشن بناتا ہے۔
ایل ای ڈی سرخ، پیلے، نیلے، سبز، نیلے، نارنجی، جامنی اور سفید روشنی کو براہ راست خارج کر سکتے ہیں۔
ابتدائی طور پر، ایل ای ڈی کو آلات اور میٹر کے لیے اشارے کی روشنی کے ذریعہ کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا۔ بعد میں، مختلف رنگوں کی ایل ای ڈیز کو ٹریفک سگنلز اور بڑے ایریا ڈسپلے میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا، جس سے اچھے معاشی اور سماجی فوائد حاصل ہوئے۔ 12 انچ سرخ ٹریفک لائٹ کو مثال کے طور پر لے کر، ریاستہائے متحدہ میں، طویل عمر اور کم بصری کارکردگی کے ساتھ ایک 140 واٹ کا تاپدیپت لیمپ اصل میں روشنی کے منبع کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا، جس سے سفید روشنی کے 2000 لیمین پیدا ہوتے ہیں۔ سرخ فلٹر سے گزرنے کے بعد، روشنی کا نقصان 90% ہوتا ہے، جس سے سرخ روشنی کے صرف 200 lumens رہ جاتے ہیں۔ نئے ڈیزائن کردہ لیمپ میں، Lumileds سرکٹ کے نقصانات سمیت 18 سرخ ایل ای ڈی روشنی کے ذرائع استعمال کرتا ہے، جو کل 14 واٹ بجلی استعمال کرتے ہیں اور اسی روشنی کا اثر پیدا کرتے ہیں۔ کار سگنل لائٹس بھی ایل ای ڈی روشنی کے ذرائع کے اطلاق کے لیے ایک اہم میدان ہیں۔
عام روشنی کے لیے، لوگوں کو سفید روشنی کے ذرائع کی زیادہ ضرورت ہے۔ ایل ای ڈی خارج کرنے والی سفید روشنی کی ترقی 1998 میں کامیاب رہی۔ اس قسم کی ایل ای ڈی GaN چپس اور یٹریئم ایلومینیم گارنیٹ (YAG) کو ایک ساتھ لپیٹ کر بنائی جاتی ہے۔ GaN چپ نیلی روشنی خارج کرتی ہے( λ YAG فلوروسینٹ پاؤڈر جس میں Ce3+ زیادہ درجہ حرارت کے سنٹرنگ (p=465nm, Wd=30nm) سے تیار ہوتا ہے اس نیلی روشنی سے پرجوش ہونے کے بعد پیلی روشنی خارج کرتا ہے، جس کی چوٹی 550n ہے۔ایل ای ڈی لائٹm بلیو لائٹ ایل ای ڈی سبسٹریٹ ایک پیالے کی شکل کے ریفلیکٹر گہا میں نصب کیا گیا ہے، جس میں YAG کے ساتھ ملا ہوا رال کی پتلی تہہ ہے، تقریباً 200-500nm۔ ایل ای ڈی سبسٹریٹ سے خارج ہونے والی نیلی روشنی فلوروسینٹ پاؤڈر کے ذریعے جذب ہوتی ہے، اور نیلی روشنی کا ایک اور حصہ سفید روشنی حاصل کرنے کے لیے فلوروسینٹ پاؤڈر کے ذریعے خارج ہونے والی پیلی روشنی کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔
InGaN/YAG سفید LEDs کے لیے، YAG فاسفر کی کیمیائی ساخت کو تبدیل کرکے اور فاسفر کی تہہ کی موٹائی کو ایڈجسٹ کرکے، 3500-10000K کے رنگ درجہ حرارت کے ساتھ سفید روشنی کے مختلف رنگ حاصل کیے جاسکتے ہیں۔ نیلی ایل ای ڈی کے ذریعے سفید روشنی حاصل کرنے کا یہ طریقہ اپنی سادہ تعمیر، کم لاگت اور اعلیٰ تکنیکی پختگی کی وجہ سے وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔