LED ਦਾ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਮਾਨ ਸਿਧਾਂਤ

ਸਾਰੇਰੀਚਾਰਜ ਹੋਣ ਯੋਗ ਵਰਕ ਲਾਈਟ, ਪੋਰਟੇਬਲ ਕੈਂਪਿੰਗ ਲਾਈਟਅਤੇਮਲਟੀਫੰਕਸ਼ਨਲ ਹੈੱਡਲੈਂਪLED ਬਲਬ ਕਿਸਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ। ਡਾਇਓਡ led ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਲਈ, ਪਹਿਲਾਂ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰਾਂ ਦੇ ਮੁੱਢਲੇ ਗਿਆਨ ਨੂੰ ਸਮਝੋ। ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੇ ਸੰਚਾਲਕ ਗੁਣ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਅਤੇ ਇੰਸੂਲੇਟਰਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਦੀਆਂ ਵਿਲੱਖਣ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਹਨ: ਜਦੋਂ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਨੂੰ ਬਾਹਰੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਅਤੇ ਗਰਮੀ ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਦੁਆਰਾ ਉਤੇਜਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸਦੀ ਸੰਚਾਲਕ ਸਮਰੱਥਾ ਵਿੱਚ ਕਾਫ਼ੀ ਬਦਲਾਅ ਆਵੇਗਾ; ਇੱਕ ਸ਼ੁੱਧ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਵਿੱਚ ਥੋੜ੍ਹੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਅਸ਼ੁੱਧੀਆਂ ਜੋੜਨ ਨਾਲ ਬਿਜਲੀ ਚਲਾਉਣ ਦੀ ਇਸਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਵਿੱਚ ਕਾਫ਼ੀ ਵਾਧਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਸਿਲੀਕਾਨ (Si) ਅਤੇ ਜਰਮੇਨੀਅਮ (Ge) ਆਧੁਨਿਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਹਨ, ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਬਾਹਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਚਾਰ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਸਿਲੀਕਾਨ ਜਾਂ ਜਰਮੇਨੀਅਮ ਪਰਮਾਣੂ ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਗੁਆਂਢੀ ਪਰਮਾਣੂ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਜੋ ਬਾਹਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਦੋ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੁਆਰਾ ਸਾਂਝੇ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿੱਚ ਸਹਿ-ਸੰਯੋਜਕ ਬੰਧਨ ਬਣਤਰ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਇੱਕ ਅਣੂ ਬਣਤਰ ਹੈ ਜਿਸਦੀ ਥੋੜ੍ਹੀ ਜਿਹੀ ਰੁਕਾਵਟ ਸਮਰੱਥਾ ਹੈ। ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ (300K) 'ਤੇ, ਥਰਮਲ ਉਤਸਾਹ ਕੁਝ ਬਾਹਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨੂੰ ਸਹਿ-ਸੰਯੋਜਕ ਬੰਧਨ ਤੋਂ ਵੱਖ ਹੋਣ ਅਤੇ ਮੁਕਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਬਣਨ ਲਈ ਕਾਫ਼ੀ ਊਰਜਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰੇਗਾ, ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਅੰਦਰੂਨੀ ਉਤਸਾਹ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਦੇ ਇੱਕ ਮੁਕਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਬਣਨ ਲਈ ਅਣ-ਬੰਧਨ ਹੋਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਸਹਿ-ਸੰਯੋਜਕ ਬੰਧਨ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਖਾਲੀ ਥਾਂ ਛੱਡ ਦਿੱਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਖਾਲੀ ਥਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਛੇਕ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਛੇਕ ਦੀ ਦਿੱਖ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਹੈ ਜੋ ਇੱਕ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਨੂੰ ਇੱਕ ਕੰਡਕਟਰ ਤੋਂ ਵੱਖ ਕਰਦੀ ਹੈ।

ਜਦੋਂ ਥੋੜ੍ਹੀ ਜਿਹੀ ਪੈਂਟਾਵੈਲੈਂਟ ਅਸ਼ੁੱਧਤਾ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਫਾਸਫੋਰਸ ਨੂੰ ਅੰਦਰੂਨੀ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਵਿੱਚ ਜੋੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸ ਵਿੱਚ ਦੂਜੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਨਾਲ ਇੱਕ ਸਹਿ-ਸੰਯੋਜਕ ਬੰਧਨ ਬਣਾਉਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਇੱਕ ਵਾਧੂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਹੋਵੇਗਾ। ਇਸ ਵਾਧੂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਨੂੰ ਬਾਂਡ ਤੋਂ ਛੁਟਕਾਰਾ ਪਾਉਣ ਅਤੇ ਇੱਕ ਮੁਕਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਬਣਨ ਲਈ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਊਰਜਾ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਕਿਸਮ ਦੀ ਅਸ਼ੁੱਧਤਾ ਅਰਧ-ਸੰਯੋਜਕ ਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਿਕ ਅਰਧ-ਸੰਯੋਜਕ (N-ਕਿਸਮ ਦਾ ਅਰਧ-ਸੰਯੋਜਕ) ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਅੰਦਰੂਨੀ ਅਰਧ-ਸੰਯੋਜਕ ਵਿੱਚ ਥੋੜ੍ਹੀ ਜਿਹੀ ਟ੍ਰਾਈਵੈਲੈਂਟ ਐਲੀਮੈਂਟਲ ਅਸ਼ੁੱਧੀਆਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਬੋਰਾਨ, ਆਦਿ) ਜੋੜਨ ਨਾਲ, ਕਿਉਂਕਿ ਇਸ ਵਿੱਚ ਬਾਹਰੀ ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ ਤਿੰਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਆਲੇ ਦੁਆਲੇ ਦੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਨਾਲ ਇੱਕ ਸਹਿ-ਸੰਯੋਜਕ ਬੰਧਨ ਬਣਾਉਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਇਹ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਖਾਲੀ ਥਾਂ ਪੈਦਾ ਕਰੇਗਾ। ਇਸ ਕਿਸਮ ਦੀ ਅਸ਼ੁੱਧਤਾ ਅਰਧ-ਸੰਯੋਜਕ ਨੂੰ ਹੋਲ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ (P-ਕਿਸਮ ਦਾ ਅਰਧ-ਸੰਯੋਜਕ) ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ N-ਕਿਸਮ ਅਤੇ P-ਕਿਸਮ ਦੇ ਅਰਧ-ਸੰਯੋਜਕ ਨੂੰ ਜੋੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਜੰਕਸ਼ਨ 'ਤੇ ਮੁਕਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਅਤੇ ਛੇਕਾਂ ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਅਤੇ ਛੇਕ ਦੋਵੇਂ ਘੱਟ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਵੱਲ ਫੈਲ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਚਾਰਜ ਕੀਤੇ ਪਰ ਸਥਿਰ ਆਇਨਾਂ ਨੂੰ ਪਿੱਛੇ ਛੱਡ ਦਿੰਦੇ ਹਨ ਜੋ N-ਕਿਸਮ ਅਤੇ P-ਕਿਸਮ ਦੇ ਖੇਤਰਾਂ ਦੀ ਅਸਲ ਬਿਜਲੀ ਨਿਰਪੱਖਤਾ ਨੂੰ ਨਸ਼ਟ ਕਰ ਦਿੰਦੇ ਹਨ। ਇਹਨਾਂ ਸਥਿਰ ਚਾਰਜ ਵਾਲੇ ਕਣਾਂ ਨੂੰ ਅਕਸਰ ਸਪੇਸ ਚਾਰਜ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ N ਅਤੇ P ਖੇਤਰਾਂ ਦੇ ਇੰਟਰਫੇਸ ਦੇ ਨੇੜੇ ਕੇਂਦਰਿਤ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਤਾਂ ਜੋ ਸਪੇਸ ਚਾਰਜ ਦਾ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਪਤਲਾ ਖੇਤਰ ਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕੇ, ਜਿਸਨੂੰ PN ਜੰਕਸ਼ਨ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਜਦੋਂ PN ਜੰਕਸ਼ਨ (P-ਟਾਈਪ ਦੇ ਇੱਕ ਪਾਸੇ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਵੋਲਟੇਜ) ਦੇ ਦੋਵਾਂ ਸਿਰਿਆਂ 'ਤੇ ਇੱਕ ਫਾਰਵਰਡ ਬਾਈਸ ਵੋਲਟੇਜ ਲਗਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਛੇਕ ਅਤੇ ਮੁਕਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਘੁੰਮਦੇ ਹਨ, ਇੱਕ ਅੰਦਰੂਨੀ ਬਿਜਲੀ ਖੇਤਰ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਨਵੇਂ ਇੰਜੈਕਟ ਕੀਤੇ ਛੇਕ ਫਿਰ ਮੁਕਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨਾਲ ਦੁਬਾਰਾ ਮਿਲਦੇ ਹਨ, ਕਈ ਵਾਰ ਫੋਟੌਨਾਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵਾਧੂ ਊਰਜਾ ਛੱਡਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਉਹ ਰੌਸ਼ਨੀ ਹੈ ਜੋ ਅਸੀਂ leds ਦੁਆਰਾ ਉਤਪੰਨ ਹੁੰਦੀ ਦੇਖਦੇ ਹਾਂ। ਅਜਿਹਾ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਤੰਗ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਕਿਉਂਕਿ ਹਰੇਕ ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਇੱਕ ਵੱਖਰਾ ਬੈਂਡ ਗੈਪ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ leds ਦੇ ਰੰਗ ਵਰਤੇ ਗਏ ਮੂਲ ਸਮੱਗਰੀ ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।