एक एलईडी क्या है? What is an LED?
LED का फुल फॉर्म (Full Form) – light-emitting diode
क्या आप जानते हैं की एलईडी क्या है (LED in Hindi)? क्या आपने इसका उपयोग किया है? क्या आप ये जानते हैं की ये काम कैसे करता है?
Light-emitting Diode (LED) कैसे कार्य करता है? इसका एक बहुत ही बुनियादी परिचय –
सबसे सरल शब्दों में, एक Light-emitting Diode (LED) / लाइट-इमिटिंग डायोड (एलईडी) एक अर्धचालक डिवाइस (semiconductor device) है; जब इसमें से विद्युत प्रवाह को गुजरा जाता है तो यह प्रकाश का उत्सर्जन करती है। प्रकाश तब ही उत्पन्न होता है जब कोई विद्युत या बिजली ले जाने वाला कण (जिसे इलेक्ट्रॉनों और होल्स के रूप में जाना जाता है) को अर्धचालक पदार्थ के भीतर एक साथ संयोजित किया जाता है.
एलईडी के चमत्कार
एक लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) नवीनतम आविष्कारों में से एक है और इन दिनों बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है. आपके सेल फोन से लेकर बड़े विज्ञापन डिस्प्ले बोर्ड तक, इन जादुई प्रकाश बल्बों के अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला लगभग हर जगह देखी जा सकती है. आज उनकी लोकप्रियता और अनुप्रयोग तेजी से बढ़ रहे हैं क्योंकि उनके पास कुछ उल्लेखनीय गुण हैं. विशेष रूप से, एल ई डी आकार में बहुत छोटे होते हैं और बहुत कम बिजली की खपत करते हैं. एल ई डी के साथ शामिल शानदार, सुंदर, चमकदार रंग काफी सुरम्य हो सकते हैं, लेकिन क्या आप वास्तव में जानते हैं कि इन प्रभावों को वास्तव में कैसे बनाया जाता है या एलईडी लाइट बल्ब कैसे काम करते हैं?
LED क्या है?
जैसा कि इसके नाम से स्पष्ट है, एलईडी (लाइट एमिटिंग डायोड) मूल रूप से एक छोटा प्रकाश उत्सर्जक उपकरण है जो “सक्रिय” अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक घटकों के अंतर्गत आता है. यह सामान्य उद्देश्य डायोड के काफी समान है, एकमात्र बड़ा अंतर इसके विभिन्न रंगों में प्रकाश उत्सर्जित करने की क्षमता है. सही electrical polarity में एक वोल्टेज स्रोत से जुड़े होने पर एक एलईडी के दो टर्मिनलों (एनोड और कैथोड), इसके अंदर उपयोग किए गए अर्धचालक पदार्थ के अनुसार, विभिन्न रंगों की रोशनी पैदा कर सकते हैं.
चूंकि ठोस सेमीकंडक्टर मटेरियल या पदार्थ के भीतर प्रकाश उत्पन्न होता है, इसलिए LED को ठोस अवस्था वाले डिवाइस या सॉलिड-स्टेट डिवाइस (solid-state devices) के रूप में वर्णित किया जाता है. शब्द सॉलिड-स्टेट लाइटिंग में ऑर्गेनिक एलईडी (OLED) को भी सम्मिलित किया जाता है; यह शब्द इस प्रकाश तकनीक को उन अन्य स्रोतों से अलग करता है जो गर्म फिलामेंट्स (Filaments) (तापदीप्त और टंगस्टन हलोजन लैंप) या गैस डिस्चार्ज (फ्लोरोसेंट लैंप) का उपयोग करते हैं.
LED के विभिन्न रंग
एलईडी (LED) की अर्धचालक सामग्री के अंदर, इलेक्ट्रॉन और होल्स ऊर्जा बैंड के भीतर निहित होते हैं. बैंड (यानी बैंडगैप) का विभाजन एलईडी (LED) द्वारा उत्सर्जित फोटोन (प्रकाश कणों) की ऊर्जा का निर्धारण करती है.
फोटॉन ऊर्जा उत्सर्जित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य निर्धारित करती है और इसी से रंग निर्धारित होता है. विभिन्न बैंडगैप के साथ विभिन्न सेमीकंडक्टर मटेरियल प्रकाश के विभिन्न रंगों का उत्पादन करते हैं. निश्चित या नियत तरंग दैर्ध्य (रंग) को पाने के लिए प्रकाश उत्सर्जक को ट्यून किया जा सकता है.
एलईडी (LED) यौगिक compound semiconductor materials से बने होते हैं, जो आवर्त सारणी (periodic table) के समूह III और V के तत्वों (elements) से बने होते हैं (इन्हें III-V material के रूप में जाना जाता है). आमतौर पर एलईडी (LED) बनाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली III-V सामग्रियों के उदाहरण गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) और गैलियम फॉस्फाइड (GaP) हैं.
90 के दशक के मध्य तक एलईड में रंगों की एक सीमित सीमा थी, और विशेष रूप से कमर्शियल नीले और सफेद एलईडी (LED) मौजूद नहीं थे. गैलियम नाइट्राइड (GaN) मटेरियल प्रणाली पर आधारित एलईडी (LED) के विकास ने रंगों के पैलेट को पूरा किया और कई नए अनुप्रयोगों को खोला.
मुख्य LED सामग्री
LED निर्माण के लिए प्रयुक्त मुख्य अर्धचालक सामग्री हैं:
- इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN): नीले, हरे और पराबैंगनी उच्च चमक एलईडी (LED) (ultraviolet high-brightness LEDs)
- एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (AlGaInP): पीले, नारंगी और लाल उच्च चमक एलईडी (LED)
- एल्यूमीनियम गैलियम आर्सेनाइड (AlGaAs): लाल और अवरक्त एल ई डी (infrared LEDs)
- गैलियम फास्फाइड (GaP): पीले और हरे एल.ई.डी.
एलईडी (LED) बल्ब कैसे काम करते हैं?
एक एलईडी बल्ब एक अर्धचालक सामग्री के माध्यम से विद्युत प्रवाह को पारित करके प्रकाश उत्पन्न करता है – डायोड – जो तब इलेक्ट्रोल्यूमिनेशन के सिद्धांत के माध्यम से फोटॉन (प्रकाश) का उत्सर्जन करता है।
इसका अनिवार्य रूप से मतलब है कि एक सामग्री (इस मामले में, डायोड) उस पर बिजली लागू होने पर प्रकाश डालती है। एक जंक्शन (“p-n जंक्शन”) के पार इलेक्ट्रॉन एक तरफ (एक इलेक्ट्रॉन-पूर्ण पक्ष) से दूसरी (एक इलेक्ट्रॉन-कमी वाली तरफ) कूदते हैं। इसे इस तरह से सोचें: जब पी-एन जंक्शन पर बिजली लागू होती है, तो इलेक्ट्रॉनों की कमी वाला पक्ष दूसरी तरफ से चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों से भरना चाहता है, और जब बिजली लागू होती है तो इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित होने के लिए उत्सुक हो जाते हैं। इस प्रक्रिया के दौरान प्रकाश का निर्माण होता है।
इसके विपरीत, एक गरमागरम प्रकाश बल्ब एक छोटे तार, या फिलामेंट के माध्यम से बिजली पास करके काम करता है। फिलामेंट के विद्युत प्रतिरोध के कारण यह इतना गर्म हो जाता है कि यह चमकता है, जिससे प्रकाश उत्पन्न होता है।
तथ्य यह है कि एलईडी रोशनी अपने प्रकाश का उत्पादन करने के लिए गर्मी पर भरोसा नहीं करती है, इसका मतलब है कि यह एक गरमागरम प्रकाश बल्ब की तुलना में अधिक ऊर्जा कुशल है।
