ಎಲ್ಇಡಿಯ ಪ್ರಕಾಶಮಾನ ತತ್ವ

ಎಲ್ಲರೂಪುನರ್ಭರ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಕೆಲಸದ ಬೆಳಕು, ಪೋರ್ಟಬಲ್ ಕ್ಯಾಂಪಿಂಗ್ ಬೆಳಕುಮತ್ತುಬಹಂಕೃತ ಹೆಡ್‌ಲ್ಯಾಂಪ್ಎಲ್ಇಡಿ ಬಲ್ಬ್ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ಬಳಸಿ. ಡಯೋಡ್ ನೇತೃತ್ವದ ತತ್ವವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ಮೊದಲು ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಮೂಲ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು. ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳ ವಾಹಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಅವಾಹಕಗಳ ನಡುವೆ ಇವೆ. ಇದರ ವಿಶಿಷ್ಟ ಲಕ್ಷಣಗಳು: ಅರೆವಾಹಕವನ್ನು ಬಾಹ್ಯ ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಂದ ಪ್ರಚೋದಿಸಿದಾಗ, ಅದರ ವಾಹಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ; ಶುದ್ಧ ಅರೆವಾಹಕಕ್ಕೆ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ನಡೆಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಆಧುನಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ (ಎಸ್‌ಐ) ಮತ್ತು ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ (ಜಿಇ) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಅರೆವಾಹಕಗಳಾಗಿವೆ, ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಹೊರಗಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ನಾಲ್ಕು. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಥವಾ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದಾಗ, ನೆರೆಯ ಪರಮಾಣುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತವೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಹೊರಗಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಎರಡು ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಇದು ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಡಿಮೆ ನಿರ್ಬಂಧದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆಯಾಗಿದೆ. ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ (300 ಕೆ), ಉಷ್ಣ ಪ್ರಚೋದನೆಯು ಕೆಲವು ಹೊರಗಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧದಿಂದ ದೂರವಿರಲು ಮತ್ತು ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಾಗಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಆಂತರಿಕ ಪ್ರಚೋದನೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಆಗಲು ಅನ್ಬೌಂಡ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರ, ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧದಲ್ಲಿ ಖಾಲಿ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಬಿಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಖಾಲಿ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ರಂಧ್ರ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ರಂಧ್ರದ ನೋಟವು ಅರೆವಾಹಕವನ್ನು ಕಂಡಕ್ಟರ್‌ನಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಲಕ್ಷಣವಾಗಿದೆ.

ರಂಜಕದಂತಹ ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಪೆಂಟಾವಲೆಂಟ್ 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 ಮಾತ್ರ ಸಣ್ಣ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಅಶುದ್ಧ ಅರೆವಾಹಕವನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ (ಎನ್-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆಂತರಿಕ ಅರೆವಾಹಕಕ್ಕೆ ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಕ್ಷುಲ್ಲಕ ಧಾತುರೂಪದ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು (ಬೋರಾನ್, ಇತ್ಯಾದಿ) ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ, ಇದು ಹೊರಗಿನ ಪದರದಲ್ಲಿ ಕೇವಲ ಮೂರು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಅರೆವಾಹಕ ಪರಮಾಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ ನಂತರ, ಇದು ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿ ಖಾಲಿ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಅಶುದ್ಧ ಅರೆವಾಹಕವನ್ನು ಹೋಲ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ (ಪಿ-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎನ್-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ಅರೆವಾಹಕಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿದಾಗ, ಅವುಗಳ ಜಂಕ್ಷನ್‌ನಲ್ಲಿ ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳು ಎರಡೂ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಕಡೆಗೆ ಹರಡುತ್ತವೆ, ಎನ್-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಮೂಲ ವಿದ್ಯುತ್ ತಟಸ್ಥತೆಯನ್ನು ನಾಶಮಾಡುವ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಆದರೆ ಅಸ್ಥಿರ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಬಿಡುತ್ತವೆ. ಈ ಅಸ್ಥಿರ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಣಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಶುಲ್ಕಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಅವು ಎನ್ ಮತ್ತು ಪಿ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಬಳಿ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಚಾರ್ಜ್ನ ತೆಳುವಾದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಇದನ್ನು ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್‌ನ ಎರಡೂ ತುದಿಗಳಿಗೆ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಾಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ (ಪಿ-ಟೈಪ್‌ನ ಒಂದು ಬದಿಗೆ ಧನಾತ್ಮಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್), ರಂಧ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸುತ್ತಾಡುತ್ತವೆ, ಆಂತರಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತವೆ. ಹೊಸದಾಗಿ ಚುಚ್ಚುಮದ್ದಿನ ರಂಧ್ರಗಳು ನಂತರ ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಮರುಸಂಯೋಜನೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಇದು ನಾವು ಎಲ್ಇಡಿಗಳಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವುದನ್ನು ನೋಡುವ ಬೆಳಕು. ಅಂತಹ ವರ್ಣಪಟಲವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಿರಿದಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಯೊಂದು ವಸ್ತುವು ವಿಭಿನ್ನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ಹೊರಸೂಸುವ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ತರಂಗಾಂತರಗಳು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಎಲ್ಇಡಿಗಳ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದ ಮೂಲ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.