ایل ای ڈی کیا ہے، اس کے آپریشن کے اصول، اقسام اور اہم خصوصیات

ایل ای ڈی تیزی سے تاپدیپت بلب کی جگہ لے رہے ہیں۔ تقریباً تمام علاقوں سے جہاں ان کی پوزیشن غیر متزلزل نظر آتی تھی۔ سیمی کنڈکٹر عناصر کے مسابقتی فوائد قائل ثابت ہوئے: کم قیمت، طویل سروس لائف، اور سب سے اہم، اعلی کارکردگی۔ اگر لیمپ کے لیے یہ 5 فیصد سے زیادہ نہیں ہے، تو کچھ ایل ای ڈی مینوفیکچررز استعمال ہونے والی کم از کم 60 فیصد بجلی کی روشنی میں تبدیلی کا اعلان کرتے ہیں۔ ان بیانات کی سچائی مارکیٹرز کے ضمیر پر رہتی ہے، لیکن سیمی کنڈکٹر عناصر کی صارفین کی خصوصیات کی تیز رفتار ترقی شک سے بالاتر ہے۔

ایل ای ڈی کیا ہے اور یہ کیسے کام کرتی ہے۔

روشنی خارج کرنے والا ڈایڈڈ (ایل ای ڈی، ایل ای ڈی) ایک روایتی ہے۔ سیمی کنڈکٹر ڈایڈڈ، کرسٹل کی بنیاد پر بنایا گیا:

• گیلیم آرسنائیڈ، انڈیم فاسفائیڈ یا زنک سیلینائیڈ - آپٹیکل رینج کے اخراج کے لیے؛
• گیلیم نائٹرائڈ - الٹرا وایلیٹ سیکشن کے آلات کے لئے؛
• لیڈ سلفائیڈ - انفراریڈ رینج میں خارج ہونے والے عناصر کے لیے۔

ان مواد کا انتخاب اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ جب فارورڈ وولٹیج لگایا جاتا ہے تو ان سے بنائے گئے ڈایڈس کا p-n جنکشن روشنی خارج کرتا ہے۔ عام سلکان یا جرمینیم ڈایڈس کے لیے، یہ خاصیت بہت کمزور طور پر ظاہر کی جاتی ہے - عملی طور پر کوئی چمک نہیں ہے۔

ایل ای ڈی کا اخراج سیمی کنڈکٹر عنصر کی حرارت کی ڈگری سے متعلق نہیں ہے، یہ چارج کیریئرز (الیکٹران اور سوراخ) کے دوبارہ مجموعہ کے دوران الیکٹرانوں کی ایک توانائی کی سطح سے دوسری سطح پر منتقلی کی وجہ سے ہوتا ہے۔ اس کے نتیجے میں خارج ہونے والی روشنی یک رنگی ہوتی ہے۔

اس طرح کی تابکاری کی ایک خصوصیت ایک بہت ہی تنگ طیف ہے، اور روشنی کے فلٹرز کے ساتھ مطلوبہ رنگ کا انتخاب کرنا مشکل ہے۔ اور اس مینوفیکچرنگ اصول کے ساتھ چمک کے کچھ رنگ (سفید، نیلے) ناقابل حصول ہیں۔ اس لیے، اس وقت، ایک ٹیکنالوجی وسیع پیمانے پر پھیلی ہوئی ہے جس میں ایل ای ڈی کی بیرونی سطح فاسفر سے ڈھکی ہوئی ہے، اور اس کی چمک p-n جنکشن ریڈی ایشن سے شروع ہوتی ہے (جو UV رینج میں دکھائی دے سکتی ہے یا پڑ سکتی ہے)۔

ایل ای ڈی ڈیوائس

LED کو اصل میں ایک روایتی ڈائیوڈ کی طرح ترتیب دیا گیا تھا - ایک p-n جنکشن اور دو آؤٹ پٹ۔ چمک کو دیکھنے کے لیے شفاف ونڈو کے ساتھ صرف شفاف کمپاؤنڈ یا دھات سے بنا ہوا کیس۔ لیکن انہوں نے ڈیوائس کے شیل میں اضافی عناصر کو سرایت کرنا سیکھا۔ مثال کے طور پر، ریزسٹرس - ایل ای ڈی کو آن کرنے کے لیے بیرونی پائپنگ کے بغیر مطلوبہ وولٹیج (12 V، 220 V) کے سرکٹ میں۔ یا ایک جنریٹر جس میں ڈیوائیڈر ہے تاکہ چمکتی ہوئی روشنی کو خارج کرنے والے عناصر بنائے جائیں۔ اس کے علاوہ، کیس کو فاسفر سے ڈھانپنا شروع ہوا، جو p-n جنکشن کے جلنے پر چمکتا ہے - اس طرح ایل ای ڈی کی صلاحیتوں کو بڑھانا ممکن ہوا۔

لیڈ لیس ریڈیو عناصر میں منتقلی کی طرف رجحان نے ایل ای ڈی کو نظرانداز نہیں کیا ہے۔ ایس ایم ڈی ڈیوائسز پروڈکشن ٹکنالوجی میں فوائد کے ساتھ روشنی کے بازار کو تیزی سے اپنی گرفت میں لے رہے ہیں۔ ایسے عناصر کا کوئی نتیجہ نہیں نکلتا۔ P-n جنکشن ایک سیرامک ​​بیس پر نصب ہے، ایک کمپاؤنڈ سے بھرا ہوا ہے اور فاسفور کے ساتھ لیپت ہے۔ وولٹیج رابطہ پیڈ کے ذریعے لاگو کیا جاتا ہے.

فی الحال، روشنی کے آلات COB ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ ایل ای ڈی سے لیس ہونے لگے۔ اس کا خلاصہ یہ ہے کہ متعدد (2-3 سے سینکڑوں تک) p-n جنکشن ایک پلیٹ پر نصب ہیں، جو ایک میٹرکس میں جڑے ہوئے ہیں۔ اوپر سے، ہر چیز کو ایک ہی کیس میں رکھا جاتا ہے (یا ایک SMD ماڈیول بنتا ہے) اور اسے فاسفر سے ڈھانپ دیا جاتا ہے۔ اس ٹیکنالوجی کے بہت اچھے امکانات ہیں، لیکن اس بات کا امکان نہیں ہے کہ یہ SD کے دوسرے ورژن کو مکمل طور پر بدل دے گی۔

کس قسم کی ایل ای ڈی موجود ہیں اور وہ کہاں استعمال ہوتی ہیں۔

آپٹیکل رینج کے ایل ای ڈی ڈسپلے عناصر اور روشنی کے آلات کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ ہر تخصص کی اپنی ضروریات ہوتی ہیں۔

اشارے ایل ای ڈی

اشارے ایل ای ڈی کا کام آلہ کی حیثیت (بجلی کی فراہمی، الارم، سینسر آپریشن، وغیرہ) کو ظاہر کرنا ہے۔ اس علاقے میں، p-n جنکشن گلو کے ساتھ ایل ای ڈی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ یہ ایک فاسفر کے ساتھ آلات استعمال کرنے کے لئے منع نہیں ہے، لیکن زیادہ نقطہ نہیں ہے.یہاں، چمک کی چمک پہلی جگہ میں نہیں ہے. ترجیح اس کے برعکس اور وسیع دیکھنے کا زاویہ ہے۔ آؤٹ پٹ ایل ای ڈی (ٹرو ہول) کا استعمال انسٹرومنٹ پینلز پر کیا جاتا ہے، آؤٹ پٹ ایل ای ڈی اور ایس ایم ڈی بورڈز پر استعمال ہوتے ہیں۔

لائٹنگ ایل ای ڈی

روشنی کے لئے، اس کے برعکس، فاسفر کے ساتھ عناصر بنیادی طور پر استعمال ہوتے ہیں. یہ آپ کو کافی روشنی کی پیداوار اور قدرتی کے قریب رنگ حاصل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس علاقے سے لیڈ آؤٹ ایل ای ڈی کو عملی طور پر ایس ایم ڈی عناصر کے ذریعے نچوڑ دیا جاتا ہے۔ COB ایل ای ڈی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔

ایک الگ زمرہ میں، ہم آپٹیکل یا انفراریڈ رینج میں سگنلز کی ترسیل کے لیے ڈیزائن کیے گئے آلات میں فرق کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، گھریلو آلات یا حفاظتی آلات کے لیے ریموٹ کنٹرول کے لیے۔ اور UV رینج کے عناصر کو کمپیکٹ بالائے بنفشی ذرائع (کرنسیوں کے لیے ڈیٹیکٹر، حیاتیاتی مواد وغیرہ) کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

ایل ای ڈی کی اہم خصوصیات

کسی بھی ڈایڈڈ کی طرح، ایل ای ڈی میں عمومی، "ڈایڈڈ" خصوصیات ہیں۔ پیرامیٹرز کو محدود کریں، جس کی زیادتی ڈیوائس کی ناکامی کا باعث بنتی ہے:

• زیادہ سے زیادہ قابل اجازت فارورڈ کرنٹ؛
• زیادہ سے زیادہ قابل اجازت فارورڈ وولٹیج؛
• زیادہ سے زیادہ قابل اجازت ریورس وولٹیج۔

باقی خصوصیات ایک مخصوص "ایل ای ڈی" کریکٹر کی ہیں۔

چمکدار رنگ

چمکدار رنگ - یہ پیرامیٹر آپٹیکل رینج کی ایل ای ڈی کی خصوصیت رکھتا ہے۔ روشنی کے علاوہ فکسچر میں، زیادہ تر معاملات میں، مختلف کے ساتھ سفید روشنی کا درجہ حرارت. اشارے والے میں نظر آنے والے رنگوں میں سے کوئی بھی ہو سکتا ہے۔

طول موج

یہ پیرامیٹر ایک خاص حد تک پچھلے کو نقل کرتا ہے، لیکن دو انتباہات کے ساتھ:

• IR اور UV رینج میں موجود آلات میں نظر آنے والا رنگ نہیں ہوتا، اس لیے ان کے لیے یہ خصوصیت صرف وہی ہے جو تابکاری کے اسپیکٹرم کی خصوصیت رکھتی ہے۔
• یہ پیرامیٹر براہ راست اخراج والی ایل ای ڈیز کے لیے زیادہ لاگو ہوتا ہے - فاسفر والے عناصر ایک وسیع بینڈ میں خارج ہوتے ہیں، اس لیے ان کی طول موج کو واضح طور پر بیان نہیں کیا جا سکتا (سفید رنگ کی طول موج کیا ہو سکتی ہے؟)

لہذا، خارج ہونے والی لہر کی طول موج ایک کافی معلوماتی اعداد و شمار ہے.

موجودہ کھپت

استعمال شدہ کرنٹ وہ آپریٹنگ کرنٹ ہے جس پر تابکاری کی چمک زیادہ سے زیادہ ہوتی ہے۔ اگر یہ قدرے حد سے تجاوز کر جاتا ہے تو، آلہ تیزی سے ناکام نہیں ہو گا - اور یہ زیادہ سے زیادہ قابل اجازت سے اس کا فرق ہے۔ اسے کم کرنا بھی ناپسندیدہ ہے - تابکاری کی شدت کم ہو جائے گی۔

طاقت

بجلی کی کھپت - یہاں سب کچھ آسان ہے۔ براہ راست کرنٹ پر، یہ صرف استعمال شدہ کرنٹ اور لاگو وولٹیج کی پیداوار ہے۔ لائٹنگ ٹکنالوجی کے مینوفیکچررز بڑی تعداد میں پیکیجنگ پر مساوی طاقت کی نشاندہی کرکے اس تصور میں الجھن پیدا کرتے ہیں - ایک تاپدیپت لیمپ کی طاقت، جس کا چمکدار بہاؤ دیے گئے لیمپ کے بہاؤ کے برابر ہے۔

مرئی ٹھوس زاویہ

ظاہری ٹھوس زاویہ سب سے زیادہ آسانی سے روشنی کے منبع کے مرکز سے نکلنے والے شنک کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔ یہ پیرامیٹر اس شنک کے افتتاحی زاویہ کے برابر ہے۔ اشارے ایل ای ڈی کے لیے، یہ طے کرتا ہے کہ الارم باہر سے کیسے دیکھا جائے گا۔ روشنی کے عناصر کے لئے، برائٹ بہاؤ اس پر منحصر ہے.

زیادہ سے زیادہ روشنی کی شدت

ڈیوائس کی تکنیکی خصوصیات میں زیادہ سے زیادہ چمکیلی شدت کی نشاندہی کینڈلاس میں ہوتی ہے۔ لیکن عملی طور پر یہ ایک چمکیلی بہاؤ کے تصور کے ساتھ کام کرنے کے لئے زیادہ آسان ثابت ہوا. برائٹ فلوکس (لومنز میں) برائٹ شدت (کینڈیلا میں) اور ظاہر ٹھوس زاویہ کی پیداوار کے برابر ہے۔ایک ہی روشنی کی شدت کے ساتھ دو ایل ای ڈی مختلف زاویوں پر مختلف روشنی دیتے ہیں۔ زاویہ جتنا بڑا ہوگا، برائٹ فلکس اتنا ہی بڑا ہوگا۔ لہذا یہ روشنی کے نظام کے حساب کے لئے زیادہ آسان ہے.

وولٹیج کی کمی

فارورڈ وولٹیج ڈراپ وہ وولٹیج ہے جو LED کے آن ہونے پر اس میں گرتا ہے۔ اسے جاننے کے بعد، کوئی بھی مطلوبہ وولٹیج کا حساب لگا سکتا ہے، مثال کے طور پر، روشنی خارج کرنے والے عناصر کی ایک سیریز کو کھولنے کے لیے۔

یہ کیسے معلوم کریں کہ ایل ای ڈی کو کس وولٹیج کی درجہ بندی کی گئی ہے۔

ایل ای ڈی کا برائے نام وولٹیج معلوم کرنے کا سب سے آسان طریقہ حوالہ ادب سے مشورہ کرنا ہے۔ لیکن اگر آپ کو نشان زد کیے بغیر نامعلوم اصل کا کوئی آلہ نظر آتا ہے، تو آپ اسے ایڈجسٹ پاور سورس سے جوڑ سکتے ہیں اور آسانی سے وولٹیج کو صفر سے بڑھا سکتے ہیں۔ ایک مخصوص وولٹیج پر، ایل ای ڈی چمکتی ہوئی چمکے گی۔ یہ عنصر کا آپریٹنگ وولٹیج ہے۔ یہ چیک کرتے وقت ذہن میں رکھنے کے لئے کچھ چیزیں ہیں:

• ٹیسٹ کے تحت ڈیوائس بلٹ ان ریزسٹر کے ساتھ ہو سکتی ہے اور اسے کافی زیادہ وولٹیج (220 V تک) کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے - ہر پاور سورس میں ایسی ایڈجسٹمنٹ کی حد نہیں ہوتی ہے۔
• ایل ای ڈی تابکاری سپیکٹرم (UV یا IR) کے دکھائی دینے والے حصے کے باہر پڑ سکتی ہے - پھر اگنیشن کے لمحے کو بصری طور پر متعین نہیں کیا جا سکتا ہے (حالانکہ IR ڈیوائس کی چمک بعض صورتوں میں اسمارٹ فون کیمرے کے ذریعے دیکھی جا سکتی ہے)؛
• عنصر کو قطبیت کی سختی سے مشاہدہ کرتے ہوئے مستقل وولٹیج کے ذریعہ سے جوڑنا ضروری ہے، بصورت دیگر الٹ وولٹیج کے ساتھ ایل ای ڈی کو غیر فعال کرنا آسان ہے جو آلہ کی صلاحیتوں سے زیادہ ہے۔

اگر عنصر کے پن آؤٹ کو جاننے میں کوئی اعتماد نہیں ہے، تو یہ بہتر ہے کہ وولٹیج کو 3 ... 3.5 V تک بڑھا دیں، اگر ایل ای ڈی روشن نہیں ہوتی ہے تو، وولٹیج کو ہٹا دیں، سورس پولز کا کنکشن تبدیل کریں اور دوبارہ کریں طریقہ کار

ایل ای ڈی کی قطبیت کا تعین کیسے کریں۔

لیڈز کی قطبیت کا تعین کرنے کے کئی طریقے ہیں۔

1. لیڈ لیس عناصر (بشمول COB) کے لیے، سپلائی وولٹیج کی قطبیت کو براہ راست کیس پر اشارہ کیا جاتا ہے - شیل پر علامتوں یا لہروں کے ذریعے۔
2. چونکہ LED کا باقاعدہ p-n جنکشن ہوتا ہے، اس لیے اسے ڈائیوڈ ٹیسٹ موڈ میں ملٹی میٹر کے ساتھ بلایا جا سکتا ہے۔ کچھ ٹیسٹرز کے پاس ایل ای ڈی کو روشن کرنے کے لیے وولٹیج کی پیمائش کافی ہوتی ہے۔ پھر کنکشن کی درستگی کو عنصر کی چمک کے ذریعے ضعف سے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔
3. دھاتی کیس میں CCCP کی طرف سے تیار کردہ کچھ آلات کیتھوڈ ایریا میں ایک کلید (پروٹروشن) تھی۔
4. آؤٹ پٹ عناصر کے لیے، کیتھوڈ آؤٹ پٹ لمبا ہوتا ہے۔ اس بنیاد پر، صرف غیر سولڈرڈ عناصر کے لیے پن آؤٹ کا تعین کرنا ممکن ہے۔ استعمال شدہ ایل ای ڈی لیڈز کو کسی بھی طرح سے ماؤنٹ کرنے کے لیے چھوٹا اور جھکا دیا جاتا ہے۔
5. آخر میں، مقام تلاش کریں انوڈ اور کیتھوڈ شاید وہی طریقہ ہے جو ایل ای ڈی کے وولٹیج کا تعین کرنے کا ہے۔ چمک تب ہی ممکن ہو گی جب عنصر کو صحیح طریقے سے آن کیا جائے - کیتھوڈ سے ماخذ کے مائنس تک، انوڈ سے پلس۔

ٹیکنالوجی کی ترقی اب بھی کھڑی نہیں ہے۔ چند دہائیاں پہلے تک، ایل ای ڈی تجربہ گاہوں کے تجربات کے لیے ایک مہنگا کھلونا تھا۔ اب اس کے بغیر زندگی کا تصور کرنا مشکل ہے۔ آگے کیا ہوگا - وقت بتائے گا۔

ملتے جلتے مضامین: