LED এর আলোকিত নীতি

সবরিচার্জেবল কাজের আলো, পোর্টেবল ক্যাম্পিং লাইটএবংবহুমুখী হেডল্যাম্পLED বাল্বের ধরণ ব্যবহার করুন। ডায়োড led-এর নীতি বুঝতে হলে প্রথমে সেমিকন্ডাক্টরের মৌলিক জ্ঞান বুঝতে হবে। সেমিকন্ডাক্টর পদার্থের পরিবাহী বৈশিষ্ট্য পরিবাহী এবং অন্তরকগুলির মধ্যে অবস্থিত। এর অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি হল: যখন সেমিকন্ডাক্টরটি বাহ্যিক আলো এবং তাপের অবস্থার দ্বারা উদ্দীপিত হয়, তখন এর পরিবাহী ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়; একটি বিশুদ্ধ সেমিকন্ডাক্টরে অল্প পরিমাণে অমেধ্য যোগ করলে বিদ্যুৎ পরিবাহী করার ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। আধুনিক ইলেকট্রনিক্সে সিলিকন (Si) এবং জার্মেনিয়াম (Ge) হল সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত সেমিকন্ডাক্টর, এবং তাদের বাইরের ইলেকট্রন চারটি। যখন সিলিকন বা জার্মেনিয়াম পরমাণু একটি স্ফটিক তৈরি করে, তখন প্রতিবেশী পরমাণু একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে, যার ফলে বাইরের ইলেকট্রন দুটি পরমাণু দ্বারা ভাগ হয়ে যায়, যা স্ফটিকের মধ্যে সহযোজিত বন্ধন কাঠামো গঠন করে, যা একটি আণবিক কাঠামো যার সীমাবদ্ধতা ক্ষমতা কম। ঘরের তাপমাত্রায় (300K), তাপীয় উত্তেজনা কিছু বাইরের ইলেকট্রনকে সহযোদ্ধা বন্ধন থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে মুক্ত ইলেকট্রনে পরিণত হওয়ার জন্য পর্যাপ্ত শক্তি প্রদান করে, এই প্রক্রিয়াটিকে অভ্যন্তরীণ উত্তেজনা বলা হয়। ইলেকট্রন মুক্ত ইলেকট্রনে পরিণত হওয়ার জন্য আবদ্ধ হওয়ার পরে, সহযোদ্ধা বন্ধনে একটি শূন্যস্থান অবশিষ্ট থাকে। এই শূন্যস্থানকে একটি গর্ত বলা হয়। একটি গর্তের উপস্থিতি একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য যা একটি অর্ধপরিবাহীকে একটি পরিবাহী থেকে আলাদা করে।

যখন অভ্যন্তরীণ অর্ধপরিবাহীতে ফসফরাসের মতো অল্প পরিমাণে পঞ্চভ্যালেন্ট অপরিষ্কার পদার্থ যোগ করা হয়, তখন অন্যান্য অর্ধপরিবাহী পরমাণুর সাথে একটি সমযোজী বন্ধন তৈরি করার পর এতে একটি অতিরিক্ত ইলেকট্রন থাকবে। এই অতিরিক্ত ইলেকট্রনকে বন্ধন থেকে মুক্তি পেতে এবং একটি মুক্ত ইলেকট্রনে পরিণত হতে খুব কম শক্তির প্রয়োজন হয়। এই ধরণের অপরিষ্কার সেমিকন্ডাক্টরকে ইলেকট্রনিক সেমিকন্ডাক্টর (N-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর) বলা হয়। তবে, অভ্যন্তরীণ অর্ধপরিবাহীতে অল্প পরিমাণে ত্রিভ্যালেন্ট মৌলিক অমিষ্কার পদার্থ (যেমন বোরন ইত্যাদি) যোগ করলে, কারণ এর বাইরের স্তরে মাত্র তিনটি ইলেকট্রন থাকে, পার্শ্ববর্তী অর্ধপরিবাহী পরমাণুর সাথে একটি সমযোজী বন্ধন তৈরি করার পর, এটি স্ফটিকের মধ্যে একটি শূন্যস্থান তৈরি করবে। এই ধরণের অপরিষ্কার সেমিকন্ডাক্টরকে গর্ত অর্ধপরিচ্ছদ (P-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর) বলা হয়। যখন N-টাইপ এবং P-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর একত্রিত করা হয়, তখন মুক্ত ইলেকট্রন এবং তাদের সংযোগস্থলে গর্তের ঘনত্বের মধ্যে পার্থক্য থাকে। ইলেকট্রন এবং গর্ত উভয়ই নিম্ন ঘনত্বের দিকে ছড়িয়ে পড়ে, চার্জযুক্ত কিন্তু অচল আয়ন রেখে যায় যা N-টাইপ এবং P-টাইপ অঞ্চলের মূল বৈদ্যুতিক নিরপেক্ষতা ধ্বংস করে। এই অচল চার্জযুক্ত কণাগুলিকে প্রায়শই স্থান চার্জ বলা হয় এবং এগুলি N এবং P অঞ্চলের ইন্টারফেসের কাছে ঘনীভূত হয়ে স্থান চার্জের একটি খুব পাতলা অঞ্চল তৈরি করে, যা PN জংশন নামে পরিচিত।

যখন PN জংশনের উভয় প্রান্তে (P-টাইপের একপাশে ধনাত্মক ভোল্টেজ) একটি ফরোয়ার্ড বায়াস ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন গর্ত এবং মুক্ত ইলেকট্রনগুলি একে অপরের চারপাশে ঘোরে, একটি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে। নতুন ইনজেক্ট করা গর্তগুলি তখন মুক্ত ইলেকট্রনের সাথে পুনরায় মিলিত হয়, কখনও কখনও ফোটন আকারে অতিরিক্ত শক্তি নির্গত করে, যা আমরা LED দ্বারা নির্গত আলো দেখতে পাই। এই ধরনের বর্ণালী তুলনামূলকভাবে সংকীর্ণ, এবং যেহেতু প্রতিটি উপাদানের একটি ভিন্ন ব্যান্ড গ্যাপ থাকে, তাই নির্গত ফোটনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য ভিন্ন হয়, তাই LED এর রঙ ব্যবহৃত মৌলিক উপকরণ দ্বারা নির্ধারিত হয়।