এলইডি-র আলোকসজ্জার নীতি

সবরিচার্জেবল ওয়ার্ক লাইট, বহনযোগ্য ক্যাম্পিং লাইটএবংবহুমুখী হেডল্যাম্পএলইডি বাল্ব ব্যবহার করুন। ডায়োড এলইডি-র কার্যপ্রণালী বোঝার জন্য, প্রথমে সেমিকন্ডাক্টর সম্পর্কে প্রাথমিক জ্ঞান থাকা প্রয়োজন। সেমিকন্ডাক্টর পদার্থের পরিবাহী বৈশিষ্ট্য পরিবাহী এবং অন্তরকের মাঝামাঝি। এর অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলো হলো: যখন সেমিকন্ডাক্টর বাহ্যিক আলো এবং তাপের প্রভাবে উদ্দীপ্ত হয়, তখন এর পরিবাহী ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়; একটি বিশুদ্ধ সেমিকন্ডাক্টরে অল্প পরিমাণে অশুদ্ধি যোগ করলে এর বিদ্যুৎ পরিবাহিতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। সিলিকন (Si) এবং জার্মেনিয়াম (Ge) হলো আধুনিক ইলেকট্রনিক্সে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত সেমিকন্ডাক্টর, এবং এদের বাইরের ইলেকট্রন সংখ্যা চারটি। যখন সিলিকন বা জার্মেনিয়াম পরমাণু একটি ক্রিস্টাল গঠন করে, তখন প্রতিবেশী পরমাণুগুলো একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, যার ফলে বাইরের ইলেকট্রনগুলো দুটি পরমাণুর মধ্যে ভাগাভাগি হয়ে যায়, যা ক্রিস্টালের মধ্যে সমযোজী বন্ধন কাঠামো তৈরি করে। এটি এমন একটি আণবিক কাঠামো যার আবদ্ধ থাকার ক্ষমতা খুব কম। কক্ষ তাপমাত্রায় (৩০০ কেলভিন), তাপীয় উদ্দীপনার ফলে কিছু বাইরের ইলেকট্রন সমযোজী বন্ধন থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে মুক্ত ইলেকট্রনে পরিণত হওয়ার জন্য যথেষ্ট শক্তি পায়, এই প্রক্রিয়াকে অভ্যন্তরীণ উদ্দীপনা বলা হয়। ইলেকট্রনটি বন্ধনমুক্ত হয়ে মুক্ত ইলেকট্রনে পরিণত হওয়ার পর, সমযোজী বন্ধনে একটি শূন্যস্থান তৈরি হয়। এই শূন্যস্থানকে হোল বলা হয়। হোলের উপস্থিতি একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য যা সেমিকন্ডাক্টরকে কন্ডাক্টর থেকে আলাদা করে।

যখন ফসফরাসের মতো অল্প পরিমাণে পঞ্চযোজী অপদ্রব্য ইন্ট্রিনসিক সেমিকন্ডাক্টরে যোগ করা হয়, তখন এটি অন্যান্য সেমিকন্ডাক্টর পরমাণুর সাথে সমযোজী বন্ধন গঠনের পর একটি অতিরিক্ত ইলেকট্রন লাভ করে। এই অতিরিক্ত ইলেকট্রনটির বন্ধন থেকে মুক্ত হয়ে একটি মুক্ত ইলেকট্রনে পরিণত হতে খুব অল্প শক্তির প্রয়োজন হয়। এই ধরনের অপদ্রব্যযুক্ত সেমিকন্ডাক্টরকে ইলেকট্রনিক সেমিকন্ডাক্টর (এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর) বলা হয়। তবে, ইন্ট্রিনসিক সেমিকন্ডাক্টরে অল্প পরিমাণে ত্রিযোজী মৌলীয় অপদ্রব্য (যেমন বোরন ইত্যাদি) যোগ করলে, বাইরের স্তরে মাত্র তিনটি ইলেকট্রন থাকার কারণে, এটি পার্শ্ববর্তী সেমিকন্ডাক্টর পরমাণুর সাথে সমযোজী বন্ধন গঠনের পর ক্রিস্টালে একটি শূন্যস্থান তৈরি করে। এই ধরনের অপদ্রব্যযুক্ত সেমিকন্ডাক্টরকে হোল সেমিকন্ডাক্টর (পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর) বলা হয়। যখন এন-টাইপ এবং পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর একত্রিত করা হয়, তখন তাদের সংযোগস্থলে মুক্ত ইলেকট্রন এবং হোলের ঘনত্বের মধ্যে পার্থক্য দেখা যায়। ইলেকট্রন এবং হোল উভয়ই নিম্ন ঘনত্বের দিকে ছড়িয়ে পড়ে, এবং পিছনে চার্জিত কিন্তু নিশ্চল আয়ন রেখে যায় যা N-টাইপ এবং P-টাইপ অঞ্চলের মূল বৈদ্যুতিক নিরপেক্ষতা নষ্ট করে দেয়। এই নিশ্চল চার্জিত কণাগুলোকে প্রায়শই স্পেস চার্জ বলা হয়, এবং এগুলো N ও P অঞ্চলের সংযোগস্থলের কাছে ঘনীভূত হয়ে একটি অত্যন্ত পাতলা স্পেস চার্জ অঞ্চল গঠন করে, যা PN জংশন নামে পরিচিত।

যখন PN জংশনের উভয় প্রান্তে একটি ফরোয়ার্ড বায়াস ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় (P-টাইপের এক দিকে ধনাত্মক ভোল্টেজ), তখন হোল এবং মুক্ত ইলেকট্রনগুলো একে অপরের চারপাশে ঘুরতে থাকে, যা একটি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে। এরপর নতুন প্রবেশ করা হোলগুলো মুক্ত ইলেকট্রনের সাথে পুনর্মিলিত হয় এবং কখনও কখনও ফোটন আকারে অতিরিক্ত শক্তি নির্গত করে, যা আমরা এলইডি থেকে নির্গত আলো হিসেবে দেখি। এই ধরনের বর্ণালী তুলনামূলকভাবে সংকীর্ণ, এবং যেহেতু প্রতিটি উপাদানের ব্যান্ড গ্যাপ ভিন্ন, তাই নির্গত ফোটনগুলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যও ভিন্ন হয়, ফলে এলইডি-র রঙ ব্যবহৃত মৌলিক উপাদান দ্বারা নির্ধারিত হয়।