ایل ای ڈی (لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈ) لائٹس حالیہ برسوں میں اپنی توانائی کی کارکردگی، طویل عمر، اور استعداد کی وجہ سے تیزی سے مقبول ہوئی ہیں۔ یہ سمجھنے کے لیے کہ ایل ای ڈی لائٹس روشنی کیسے پیدا کرتی ہیں، اس میں شامل طبیعیات کے بنیادی اصولوں کا مطالعہ کرنا ضروری ہے۔
ایل ای ڈی کیا ہے؟
ایل ای ڈی ایک سیمی کنڈکٹر ڈیوائس ہے جو اس وقت روشنی خارج کرتی ہے جب برقی رو اس سے گزرتی ہے۔ یہ ایک چھوٹی سی چپ پر مشتمل ہے، جسے سیمی کنڈکٹر ڈائیوڈ کہا جاتا ہے، جو ایک شفاف پلاسٹک لینس میں بند ہوتا ہے جو روشنی کو فوکس کرتا ہے۔
طبیعیات کے اصول
ایل ای ڈی کا کام فزکس کے تین بنیادی اصولوں پر انحصار کرتا ہے: الیکٹرو لومینیسینس، انرجی بینڈ گیپس، اور کوانٹم میکینکس۔
1. الیکٹرولومینیسینس:
الیکٹرولومینیسینس وہ عمل ہے جس کے ذریعے کوئی مادّہ روشنی خارج کرتا ہے جب اس میں سے برقی رو گزرتی ہے۔ ایل ای ڈی میں، یہ دو سیمی کنڈکٹر مواد کے سنگم پر ہوتا ہے۔
جب ایل ای ڈی پر فارورڈ وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے، تو N-قسم (منفی) مواد سے الیکٹران P-ٹائپ (مثبت) مواد میں داخل کیے جاتے ہیں۔ اس کے ساتھ ساتھ، پی قسم کے مواد سے سوراخ این قسم کے مواد میں انجکشن کیے جاتے ہیں. جیسے جیسے الیکٹران اور سوراخ جنکشن پر دوبارہ اکٹھے ہوتے ہیں، فوٹان کی شکل میں توانائی خارج ہوتی ہے، جس سے روشنی پیدا ہوتی ہے۔
2. انرجی بینڈ گیپس:
ایل ای ڈی آپریشن میں انرجی بینڈ گیپس ایک اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ بینڈ گیپ سے مراد والینس بینڈ (الیکٹرانوں سے بھرا ہوا) اور کنڈکشن بینڈ (الیکٹران سے خالی) کے درمیان توانائی کا فرق ہے۔
ایل ای ڈی میں، استعمال شدہ مواد میں مختلف بینڈ گیپ انرجی ہوتی ہے۔ پی قسم کے مواد میں چھوٹی بینڈ گیپ انرجی ہوتی ہے، جبکہ این قسم کے مواد میں بڑے بینڈ گیپ انرجی ہوتی ہے۔ یہ فرق موثر الیکٹران اور سوراخ کی نقل و حرکت کی اجازت دیتا ہے، دوبارہ ملاپ اور روشنی کے اخراج کو فروغ دیتا ہے۔
براہ راست بمقابلہ بالواسطہ بینڈ گیپس:
ڈائریکٹ بینڈ گیپس کے ساتھ مواد، جیسے گیلیم آرسنائیڈ فاسفائیڈ (GaAsP)، روشنی کے زیادہ موثر اخراج کی اجازت دیتا ہے۔ اس کے برعکس، بالواسطہ بینڈ گیپس والے مواد، جیسے سلیکون (Si)، ایل ای ڈی ایپلی کیشنز کے لیے کم موزوں ہیں کیونکہ وہ روشنی کی بجائے حرارت جاری کرتے ہیں۔
3. کوانٹم میکانکس:
کوانٹم میکانکس ایل ای ڈی کے اندر الیکٹران اور فوٹون کے رویے کی وضاحت میں مدد کرتا ہے۔ کوانٹم تھیوری کے مطابق، ذرات مجرد توانائی کی سطحوں یا حالتوں میں موجود ہو سکتے ہیں۔
ایل ای ڈی کے معاملے میں، سیمی کنڈکٹر مواد میں ایٹموں کی ترتیب الیکٹرانوں کے لیے مخصوص توانائی کی سطح کی طرف لے جاتی ہے۔ جب ایک الیکٹران اعلی توانائی کی سطح سے نیچے کی سطح پر گرتا ہے، تو یہ فوٹان کی شکل میں توانائی جاری کرتا ہے۔
ایل ای ڈی کی اقسام:
ایل ای ڈی مختلف رنگوں میں آتے ہیں، بشمول سرخ، سبز، نیلے اور سفید۔ خارج ہونے والے رنگ کا تعین بنیادی طور پر ایل ای ڈی کی تعمیر میں استعمال ہونے والے مواد سے ہوتا ہے۔
- سرخ ایل ای ڈی: سرخ ایل ای ڈی عام طور پر ایلومینیم گیلیم آرسنائیڈ (AlGaAs) یا گیلیم آرسنائیڈ فاسفائیڈ (GaAsP) کا استعمال کرتے ہوئے بنائی جاتی ہیں۔
- سبز ایل ای ڈی: سبز ایل ای ڈی اکثر ایلومینیم گیلیم فاسفائیڈ (AlGaP) یا انڈیم گیلیم نائٹرائڈ (InGaN) سے بنتی ہیں۔
- بلیو ایل ای ڈی: بلیو ایل ای ڈی انڈیم گیلیم نائٹرائڈ (InGaN) یا سلکان کاربائیڈ (SiC) کا استعمال کرتے ہوئے بنائے جاتے ہیں۔
- سفید ایل ای ڈی: سفید ایل ای ڈی نیلے ایل ای ڈی کو پیلے فاسفر کوٹنگ کے ساتھ ملا کر یا سرخ، سبز اور نیلے ایل ای ڈی کے مکسچر کا استعمال کر کے بنتی ہے۔
ایل ای ڈی لائٹس کے فوائد:
- توانائی کی کارکردگی: ایل ای ڈی لائٹس انتہائی توانائی کی بچت ہوتی ہیں، جو برقی توانائی کے ایک اہم حصے کو روشنی میں تبدیل کرتی ہیں۔ وہ روایتی تاپدیپت یا فلوروسینٹ لائٹس کے مقابلے میں بہت کم بجلی استعمال کرتے ہیں۔
- لمبی عمر: ایل ای ڈی لائٹس کی عمر روایتی لائٹ بلب سے کہیں زیادہ ہوتی ہے۔ وہ 25 گنا زیادہ دیر تک چل سکتے ہیں، بار بار تبدیل کرنے کی ضرورت کو کم کرتے ہیں۔
- کم حرارت کا اخراج: ایل ای ڈی روشنی کے دیگر ذرائع کے مقابلے میں بہت کم گرمی پیدا کرتے ہیں، جو انہیں استعمال کرنے میں محفوظ بناتے ہیں اور کولنگ سسٹم پر دباؤ کو کم کرتے ہیں۔
- فوری روشنی: LEDs تقریباً فوری طور پر پوری چمک تک پہنچ جاتی ہے، جس سے روشنی کی دیگر ٹیکنالوجیز کے لیے درکار وارم اپ وقت ختم ہو جاتا ہے۔
- کومپیکٹ اور پائیدار: ایل ای ڈی لائٹس کومپیکٹ اور مضبوط ہوتی ہیں، جو انہیں ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج کے لیے موزوں بناتی ہیں۔
نتیجہ:
ایل ای ڈی لائٹس الیکٹرو لومینیسینس، انرجی بینڈ گیپس، اور کوانٹم میکینکس کے اصولوں پر کام کرتی ہیں۔ ایک مناسب انرجی بینڈ گیپ کے ساتھ سیمی کنڈکٹر مواد کے ذریعے برقی رو گزرنے سے، الیکٹران اور سوراخ جنکشن پر دوبارہ مل جاتے ہیں، اور روشنی کی شکل میں توانائی جاری کرتے ہیں۔ ایل ای ڈی لائٹس کے پیچھے موجود طبیعیات کے اصولوں کو سمجھنے سے ہمیں ان کی کارکردگی، لمبی عمر، اور استعداد کی تعریف کرنے میں مدد ملتی ہے، جو انہیں مختلف صنعتوں اور روزمرہ کی زندگی میں روشنی کے لیے ایک مقبول انتخاب بناتے ہیں۔
ایل ای ڈی لائٹنگ اور اس کی ایپلی کیشنز کے بارے میں مزید معلومات کے لیے، ایل ای ڈی لائٹنگ ویب سائٹ سے رجوع کریں۔
تاریخ اشاعت: