LED యొక్క ప్రకాశించే సూత్రం

అన్నీపునర్వినియోగపరచదగిన పని కాంతి, పోర్టబుల్ క్యాంపింగ్ లైట్మరియుమల్టీఫంక్షనల్ హెడ్‌ల్యాంప్LED బల్బ్ రకాన్ని ఉపయోగించండి. డయోడ్ LED యొక్క సూత్రాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి, మొదట సెమీకండక్టర్ల యొక్క ప్రాథమిక జ్ఞానాన్ని అర్థం చేసుకోవడం. సెమీకండక్టర్ పదార్థాల యొక్క వాహక లక్షణాలు కండక్టర్లు మరియు అవాహకాల మధ్య ఉంటాయి. దీని ప్రత్యేక లక్షణాలు: సెమీకండక్టర్ బాహ్య కాంతి మరియు ఉష్ణ పరిస్థితుల ద్వారా ప్రేరేపించబడినప్పుడు, దాని వాహక సామర్థ్యం గణనీయంగా మారుతుంది; స్వచ్ఛమైన సెమీకండక్టర్‌కు చిన్న మొత్తంలో మలినాలను జోడించడం వల్ల విద్యుత్తును నిర్వహించే సామర్థ్యాన్ని గణనీయంగా పెంచుతుంది. సిలికాన్ (SI) మరియు జెర్మేనియం (GE) ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్స్లో ఎక్కువగా ఉపయోగించే సెమీకండక్టర్లు, మరియు వాటి బాహ్య ఎలక్ట్రాన్లు నాలుగు. సిలికాన్ లేదా జెర్మేనియం అణువులు ఒక క్రిస్టల్‌ను ఏర్పరుస్తాయి, పొరుగు అణువులు ఒకదానితో ఒకటి సంకర్షణ చెందుతాయి, తద్వారా బయటి ఎలక్ట్రాన్లు రెండు అణువులచే పంచుకుంటాయి, ఇది క్రిస్టల్‌లో సమయోజనీయ బంధం నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, ఇది తక్కువ పరిమితి సామర్థ్యంతో పరమాణు నిర్మాణం. గది ఉష్ణోగ్రత (300 కె) వద్ద, థర్మల్ ఎక్సైటేషన్ కొన్ని బాహ్య ఎలక్ట్రాన్లకు సమయోజనీయ బంధం నుండి వైదొలగడానికి మరియు ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లుగా మారడానికి తగినంత శక్తిని పొందుతుంది, ఈ ప్రక్రియను అంతర్గత ఉత్తేజితం అంటారు. ఎలక్ట్రాన్ ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ కావడానికి అపరిమితమైన తరువాత, సమయోజనీయ బంధంలో ఖాళీగా ఉంటుంది. ఈ ఖాళీని రంధ్రం అంటారు. రంధ్రం యొక్క రూపాన్ని కండక్టర్ నుండి సెమీకండక్టర్‌ను వేరుచేసే ఒక ముఖ్యమైన లక్షణం.

భాస్వరం వంటి తక్కువ మొత్తంలో పెంటావాలెంట్ అశుద్ధత అంతర్గత సెమీకండక్టర్‌కు జోడించబడినప్పుడు, ఇతర సెమీకండక్టర్ అణువులతో సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరుచుకున్న తర్వాత దీనికి అదనపు ఎలక్ట్రాన్ ఉంటుంది. ఈ అదనపు ఎలక్ట్రాన్ బాండ్‌ను వదిలించుకోవడానికి మరియు ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ కావడానికి చాలా తక్కువ శక్తి మాత్రమే అవసరం. ఈ రకమైన అశుద్ధమైన సెమీకండక్టర్‌ను ఎలక్ట్రానిక్ సెమీకండక్టర్ (ఎన్-టైప్ సెమీకండక్టర్) అంటారు. ఏది ఏమయినప్పటికీ, అంతర్గత సెమీకండక్టర్‌కు చిన్న మొత్తంలో ట్రివాలెంట్ ఎలిమెంటల్ మలినాలను (బోరాన్, మొదలైనవి) జోడించడం, ఇది బయటి పొరలో మూడు ఎలక్ట్రాన్లను మాత్రమే కలిగి ఉంది, ఎందుకంటే చుట్టుపక్కల సెమీకండక్టర్ అణువులతో సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరుచుకున్న తరువాత, ఇది క్రిస్టల్‌లో ఖాళీని సృష్టిస్తుంది. ఈ రకమైన అశుద్ధమైన సెమీకండక్టర్‌ను హోల్ సెమీకండక్టర్ (పి-టైప్ సెమీకండక్టర్) అంటారు. N- రకం మరియు P- రకం సెమీకండక్టర్లను కలిపినప్పుడు, వాటి జంక్షన్ వద్ద ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాల ఏకాగ్రతలో తేడా ఉంది. ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు రెండూ తక్కువ ఏకాగ్రత వైపు వ్యాపించబడతాయి, ఇది N- రకం మరియు P- రకం ప్రాంతాల యొక్క అసలు విద్యుత్ తటస్థతను నాశనం చేసే ఛార్జ్ చేయబడిన కానీ స్థిరమైన అయాన్లను వదిలివేస్తుంది. ఈ స్థిరమైన చార్జ్డ్ కణాలను తరచుగా స్పేస్ ఛార్జీలు అని పిలుస్తారు, మరియు అవి N మరియు P ప్రాంతాల ఇంటర్ఫేస్ దగ్గర కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి, వీటిని చాలా సన్నని స్పేస్ ఛార్జ్ ఏర్పడటానికి, దీనిని పిఎన్ జంక్షన్ అని పిలుస్తారు.

ఫార్వర్డ్ బయాస్ వోల్టేజ్ పిఎన్ జంక్షన్ యొక్క రెండు చివర్లకు (పి-రకం యొక్క ఒక వైపుకు సానుకూల వోల్టేజ్) వర్తించబడినప్పుడు, రంధ్రాలు మరియు ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు ఒకదానికొకటి కదులుతాయి, అంతర్గత విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తాయి. కొత్తగా ఇంజెక్ట్ చేసిన రంధ్రాలు ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లతో తిరిగి కలిపి, కొన్నిసార్లు ఫోటాన్ల రూపంలో అదనపు శక్తిని విడుదల చేస్తాయి, ఇది LED లు విడుదల చేసిన కాంతి. ఇటువంటి స్పెక్ట్రం సాపేక్షంగా ఇరుకైనది, మరియు ప్రతి పదార్థం వేరే బ్యాండ్ అంతరాన్ని కలిగి ఉన్నందున, విడుదలయ్యే ఫోటాన్ల తరంగదైర్ఘ్యాలు భిన్నంగా ఉంటాయి, కాబట్టి LED ల యొక్క రంగులు ఉపయోగించిన ప్రాథమిక పదార్థాల ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి.