ಎಲ್ಇಡಿ ಪ್ರಕಾಶಕ ತತ್ವ

ಎಲ್ಲಾಪುನರ್ಭರ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಕೆಲಸದ ಬೆಳಕು, ಪೋರ್ಟಬಲ್ ಕ್ಯಾಂಪಿಂಗ್ ಲೈಟ್ಮತ್ತುಬಹುಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಹೆಡ್ಲ್ಯಾಂಪ್ಎಲ್ಇಡಿ ಬಲ್ಬ್ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ಬಳಸಿ. ಡಯೋಡ್ ನೇತೃತ್ವದ ತತ್ವವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಮೂಲಭೂತ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮೊದಲು. ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳ ವಾಹಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ವಾಹಕಗಳು ಮತ್ತು ಅವಾಹಕಗಳ ನಡುವೆ ಇರುತ್ತವೆ. ಇದರ ವಿಶಿಷ್ಟ ಲಕ್ಷಣಗಳೆಂದರೆ: ಅರೆವಾಹಕವು ಬಾಹ್ಯ ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಸ್ಥಿತಿಗಳಿಂದ ಉತ್ತೇಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟಾಗ, ಅದರ ವಾಹಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ; ಶುದ್ಧ ಅರೆವಾಹಕಕ್ಕೆ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯನ್ನು ನಡೆಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಆಧುನಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ (Si) ಮತ್ತು ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ (Ge) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಅರೆವಾಹಕಗಳಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಹೊರಗಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ನಾಲ್ಕು. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಥವಾ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದಾಗ, ನೆರೆಯ ಪರಮಾಣುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹೊರಗಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಎರಡು ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಡುತ್ತವೆ, ಇದು ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಡಿಮೆ ನಿರ್ಬಂಧಿತ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆಯಾಗಿದೆ. ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ (300K), ಉಷ್ಣ ಪ್ರಚೋದನೆಯು ಕೆಲವು ಹೊರಗಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧದಿಂದ ದೂರವಿರಲು ಮತ್ತು ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಾಗಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಆಂತರಿಕ ಪ್ರಚೋದನೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಆಗಲು ಅನ್ಬೌಂಡ್ ಆದ ನಂತರ, ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧದಲ್ಲಿ ಖಾಲಿ ಜಾಗವನ್ನು ಬಿಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಖಾಲಿ ಹುದ್ದೆಯನ್ನು ರಂಧ್ರ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ರಂಧ್ರದ ನೋಟವು ವಾಹಕದಿಂದ ಅರೆವಾಹಕವನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವ ಪ್ರಮುಖ ಲಕ್ಷಣವಾಗಿದೆ.

ರಂಜಕದಂತಹ ಪೆಂಟಾವೇಲೆಂಟ್ ಅಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ಆಂತರಿಕ ಅರೆವಾಹಕಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಿದಾಗ, ಇತರ ಅರೆವಾಹಕ ಪರಮಾಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ ನಂತರ ಅದು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗೆ ಬಂಧವನ್ನು ತೊಡೆದುಹಾಕಲು ಮತ್ತು ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಆಗಲು ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ (ಎನ್-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆಂತರಿಕ ಅರೆವಾಹಕಕ್ಕೆ ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಟ್ರಿವಲೆಂಟ್ ಎಲಿಮೆಂಟಲ್ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು (ಬೋರಾನ್, ಇತ್ಯಾದಿ) ಸೇರಿಸುವುದು, ಹೊರಗಿನ ಪದರದಲ್ಲಿ ಕೇವಲ ಮೂರು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕಾರಣ, ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಅರೆವಾಹಕ ಪರಮಾಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ ನಂತರ, ಅದು ಖಾಲಿ ಜಾಗವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿ. ಈ ರೀತಿಯ ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಹೋಲ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ (ಪಿ-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎನ್-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ಅರೆವಾಹಕಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿದಾಗ, ಅವುಗಳ ಜಂಕ್ಷನ್‌ನಲ್ಲಿ ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳೆರಡೂ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಕಡೆಗೆ ಹರಡುತ್ತವೆ, ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಆದರೆ ಚಲನರಹಿತ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಬಿಟ್ಟು N-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು P-ಟೈಪ್ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಮೂಲ ವಿದ್ಯುತ್ ತಟಸ್ಥತೆಯನ್ನು ನಾಶಮಾಡುತ್ತವೆ. ಈ ಚಲನರಹಿತ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಣಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಶುಲ್ಕಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಅವುಗಳು N ಮತ್ತು P ಪ್ರದೇಶಗಳ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಬಳಿ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಚಾರ್ಜ್ನ ಅತ್ಯಂತ ತೆಳುವಾದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಇದನ್ನು PN ಜಂಕ್ಷನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

PN ಜಂಕ್ಷನ್‌ನ ಎರಡೂ ತುದಿಗಳಿಗೆ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಾಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ (P-ಟೈಪ್‌ನ ಒಂದು ಬದಿಗೆ ಧನಾತ್ಮಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್), ರಂಧ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ, ಆಂತರಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತವೆ. ಹೊಸದಾಗಿ ಚುಚ್ಚುಮದ್ದಿನ ರಂಧ್ರಗಳು ನಂತರ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಮರುಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತವೆ, ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಇದು ಲೆಡ್‌ಗಳಿಂದ ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಟ್ಟ ಬೆಳಕನ್ನು ನಾವು ನೋಡುತ್ತೇವೆ. ಅಂತಹ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಿರಿದಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಯೊಂದು ವಸ್ತುವು ವಿಭಿನ್ನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ಹೊರಸೂಸುವ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ತರಂಗಾಂತರಗಳು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಲೆಡ್‌ಗಳ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದ ಮೂಲ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.