ஒளி-உமிழும் டையோடு ஒரு சிறப்பு டையோடு. சாதாரண டையோட்களைப் போலவே, ஒளி-உமிழும் டையோட்களும் குறைக்கடத்தி சில்லுகளால் ஆனவை. இந்த குறைக்கடத்தி பொருட்கள் p மற்றும் n கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதற்கு முன்பே பொருத்தப்பட்டவை அல்லது டோப் செய்யப்பட்டவை.
மற்ற டையோட்களைப் போலவே, ஒளி-உமிழும் டையோடில் உள்ள மின்னோட்டம் p துருவத்திலிருந்து (அனோட்) n துருவத்திற்கு (கேத்தோடு) எளிதில் பாயும், ஆனால் எதிர் திசையில் அல்ல. இரண்டு வெவ்வேறு கேரியர்கள்: துளைகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் மின்முனைகளிலிருந்து வெவ்வேறு மின்முனை மின்னழுத்தங்களின் கீழ் p மற்றும் n கட்டமைப்புகளுக்கு பாய்கின்றன. துளைகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் சந்தித்து மீண்டும் ஒன்றிணைக்கும் போது, எலக்ட்ரான்கள் குறைந்த ஆற்றல் மட்டத்திற்கு விழுந்து, ஃபோட்டான்களின் வடிவத்தில் ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன (ஃபோட்டான்களை நாம் பெரும்பாலும் ஒளி என்று அழைக்கிறோம்).
அது வெளியிடும் ஒளியின் அலைநீளம் (நிறம்) p மற்றும் n கட்டமைப்புகளை உருவாக்கும் குறைக்கடத்தி பொருட்களின் பேண்ட்கேப் ஆற்றலால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
சிலிக்கான் மற்றும் ஜெர்மானியம் ஆகியவை மறைமுக பேண்ட்கேப் பொருட்கள் என்பதால், அறை வெப்பநிலையில், இந்த பொருட்களில் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளை மீண்டும் இணைப்பது கதிர்வீச்சு அல்லாத மாற்றமாகும். இத்தகைய மாற்றங்கள் ஃபோட்டான்களை வெளியிடுவதில்லை, ஆனால் ஆற்றலை வெப்ப ஆற்றலாக மாற்றும். எனவே, சிலிக்கான் மற்றும் ஜெர்மானியம் டையோட்கள் ஒளியை வெளியிட முடியாது (அவை மிகவும் குறைந்த குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் ஒளியை வெளியிடும், இது ஒரு சிறப்பு கோணத்தில் கண்டறியப்பட வேண்டும், மேலும் ஒளியின் பிரகாசம் தெளிவாக இல்லை).
ஒளி-உமிழும் டையோட்களில் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்கள் அனைத்தும் நேரடி பேண்ட்கேப் பொருட்கள், எனவே ஆற்றல் ஃபோட்டான்களின் வடிவத்தில் வெளியிடப்படுகிறது. இந்த தடைசெய்யப்பட்ட இசைக்குழு ஆற்றல்கள் அகச்சிவப்பு, புலப்படும் அல்லது அருகிலுள்ள புற ஊதா பட்டைகளில் உள்ள ஒளி ஆற்றலுக்கு ஒத்திருக்கும்.
இந்த மாதிரியானது மின்காந்த நிறமாலையின் அகச்சிவப்பு பகுதியில் ஒளியை வெளியிடும் LED ஐ உருவகப்படுத்துகிறது.
வளர்ச்சியின் ஆரம்ப கட்டங்களில், காலியம் ஆர்சனைடு (GaAs) பயன்படுத்தி ஒளி-உமிழும் டையோட்கள் அகச்சிவப்பு அல்லது சிவப்பு ஒளியை மட்டுமே வெளியிட முடியும். பொருட்கள் அறிவியலின் முன்னேற்றத்துடன், புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட ஒளி-உமிழும் டையோட்கள் அதிக மற்றும் அதிக அதிர்வெண்களுடன் ஒளி அலைகளை வெளியிடலாம். இன்று, பல்வேறு வண்ணங்களின் ஒளி-உமிழும் டையோட்களை உருவாக்க முடியும்.
டையோட்கள் பொதுவாக N-வகை அடி மூலக்கூறில் கட்டமைக்கப்படுகின்றன, P-வகை குறைக்கடத்தியின் ஒரு அடுக்கு அதன் மேற்பரப்பில் வைக்கப்பட்டு மின்முனைகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. பி-வகை அடி மூலக்கூறுகள் குறைவாகவே காணப்படுகின்றன, ஆனால் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பல வணிக ஒளி-உமிழும் டையோட்கள், குறிப்பாக GaN/InGaN, சபையர் அடி மூலக்கூறுகளையும் பயன்படுத்துகின்றன.
LED களை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் பெரும்பாலான பொருட்கள் மிக உயர்ந்த ஒளிவிலகல் குறியீடுகளைக் கொண்டுள்ளன. இதன் பொருள் பெரும்பாலான ஒளி அலைகள் காற்றுடன் இடைமுகத்தில் உள்ள பொருளில் மீண்டும் பிரதிபலிக்கின்றன. எனவே, ஒளி அலை பிரித்தெடுத்தல் LED களுக்கு ஒரு முக்கியமான தலைப்பு, மேலும் இந்த தலைப்பில் நிறைய ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு கவனம் செலுத்துகிறது.
எல்.ஈ.டி (ஒளி உமிழும் டையோட்கள்) மற்றும் சாதாரண டையோட்களுக்கு இடையிலான முக்கிய வேறுபாடு அவற்றின் பொருட்கள் மற்றும் அமைப்பு ஆகும், இது மின் ஆற்றலை ஒளி ஆற்றலாக மாற்றுவதில் அவற்றின் செயல்திறனில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது. LED கள் ஏன் ஒளியை வெளியிடலாம் மற்றும் சாதாரண டையோட்கள் ஏன் வெளியிட முடியாது என்பதை விளக்க சில முக்கிய புள்ளிகள் இங்கே உள்ளன:
வெவ்வேறு பொருட்கள்:LED க்கள் III-V குறைக்கடத்தி பொருட்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, அதாவது காலியம் ஆர்சனைடு (GaAs), காலியம் பாஸ்பைட் (GaP), காலியம் நைட்ரைடு (GaN), முதலியன. இந்த பொருட்கள் நேரடி பேண்ட்கேப்பைக் கொண்டுள்ளன, இது எலக்ட்ரான்கள் நேரடியாக குதித்து ஃபோட்டான்களை (ஒளி) வெளியிட அனுமதிக்கிறது. சாதாரண டையோட்கள் வழக்கமாக சிலிக்கான் அல்லது ஜெர்மானியத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன, அவை மறைமுக பேண்ட்கேப்பைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் எலக்ட்ரான் ஜம்ப் முக்கியமாக ஒளியை விட வெப்ப ஆற்றல் வெளியீட்டின் வடிவத்தில் நிகழ்கிறது.
வேறுபட்ட அமைப்பு:LED களின் கட்டமைப்பு ஒளி உருவாக்கம் மற்றும் உமிழ்வை மேம்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. எல்.ஈ.டி.கள் பொதுவாக ஃபோட்டான்களின் உருவாக்கம் மற்றும் வெளியீட்டை ஊக்குவிக்க pn சந்திப்பில் குறிப்பிட்ட டோபண்டுகள் மற்றும் அடுக்கு கட்டமைப்புகளைச் சேர்க்கின்றன. சாதாரண டையோட்கள் மின்னோட்டத்தின் சரிசெய்தல் செயல்பாட்டை மேம்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன மற்றும் ஒளியின் உருவாக்கத்தில் கவனம் செலுத்துவதில்லை.
ஆற்றல் பேண்ட்கேப்:LED இன் பொருள் ஒரு பெரிய பேண்ட்கேப் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது மாற்றத்தின் போது எலக்ட்ரான்களால் வெளியிடப்படும் ஆற்றல் ஒளியின் வடிவத்தில் தோன்றும் அளவுக்கு அதிகமாக உள்ளது. சாதாரண டையோட்களின் பொருள் பேண்ட்கேப் ஆற்றல் சிறியது, மேலும் எலக்ட்ரான்கள் முக்கியமாக அவை மாறும்போது வெப்ப வடிவில் வெளியிடப்படுகின்றன.
ஒளிர்வு பொறிமுறை:LED இன் pn சந்திப்பு முன்னோக்கிச் சார்பின் கீழ் இருக்கும்போது, எலக்ட்ரான்கள் n பகுதியிலிருந்து p பகுதிக்கு நகர்ந்து, துளைகளுடன் மீண்டும் இணைந்து, ஒளியை உருவாக்க ஃபோட்டான்களின் வடிவத்தில் ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன. சாதாரண டையோட்களில், எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளின் மறுசீரமைப்பு முக்கியமாக கதிர்வீச்சு அல்லாத மறுசீரமைப்பு வடிவத்தில் உள்ளது, அதாவது ஆற்றல் வெப்ப வடிவில் வெளியிடப்படுகிறது.
இந்த வேறுபாடுகள் LED கள் வேலை செய்யும் போது ஒளியை வெளியிட அனுமதிக்கின்றன, அதே நேரத்தில் சாதாரண டையோட்கள் முடியாது.
இக்கட்டுரை இணையத்தில் இருந்து வந்தது மற்றும் பதிப்புரிமை அசல் ஆசிரியருக்கே உரியது
இடுகை நேரம்: ஆகஸ்ட்-01-2024