ایل ای ڈی کی حرارت پیدا کرنے کی وجوہات
روشنی کے روایتی ذرائع کی طرح، سیمی کنڈکٹر ایمیٹنگ ڈایڈس (ایل ای ڈی) بھی آپریشن کے دوران حرارت پیدا کرتے ہیں، یہ مجموعی برائٹ کارکردگی پر منحصر ہے۔ لاگو برقی توانائی کے عمل کے تحت، الیکٹرانوں اور سوراخوں کی تابکاری الیکٹرو لومینیسینس پیدا کرنے کے لیے دوبارہ مل جاتی ہے، اور PN جنکشن کے قریب پھیلنے والی روشنی کو باہر (ہوا) تک پہنچنے کے لیے خود چپ کے سیمی کنڈکٹر میڈیم اور پیکنگ میڈیم سے گزرنا پڑتا ہے۔ جامع موجودہ انجیکشن کی کارکردگی، تابکاری لیومینیسینس کوانٹم کارکردگی، چپ بیرونی روشنی نکالنے کی کارکردگی، وغیرہ، ان پٹ توانائی کا حتمی صرف 30-40٪ روشنی توانائی میں، اور بقیہ 60-70٪ توانائی بنیادی طور پر ایک غیر میں واقع ہوتی ہے۔ ڈاٹ میٹرکس کمپن کنورشن ہیٹ کی ریڈی ایشن پیچیدہ شکل۔
چپ کے درجہ حرارت میں اضافہ نان ریڈی ایشن کمپلیکس کو بڑھا دے گا، جس سے روشنی کی کارکردگی مزید کمزور ہو جائے گی۔ کیونکہ لوگ موضوعی طور پر سوچتے ہیں کہ ہائی پاور ایل ای ڈی میں حرارت نہیں ہوتی، حقیقت میں، وہ کرتے ہیں۔ استعمال کے دوران بہت زیادہ گرمی آسانی سے بہت سی پریشانیوں کا باعث بنتی ہے۔ اس کے علاوہ، بہت سے لوگ جو پہلی بار ہائی پاور ایل ای ڈی استعمال کرتے ہیں اور یہ نہیں سمجھتے ہیں کہ تھرمل مسائل کو مؤثر طریقے سے کیسے حل کیا جائے، جس کی وجہ سے پیداوار کی وشوسنییتا بنیادی مسئلہ بن جاتی ہے۔ تو یہاں کچھ سوالات ہیں جن کے بارے میں ہم سوچتے ہیں: کیا ایل ای ڈی میں کوئی حرارت پیدا ہوتی ہے؟ یہ کتنی گرمی پیدا کر سکتا ہے؟ ایل ای ڈی کتنی گرمی پیدا کرتی ہے؟
ایل ای ڈی کے فارورڈ وولٹیج کے تحت الیکٹران بجلی کی فراہمی سے توانائی حاصل کرتے ہیں۔ الیکٹرک فیلڈ کی ڈرائیونگ کے تحت، PN جنکشن کے برقی میدان پر قابو پا لیا جاتا ہے، اور N ریجن سے P ریجن میں منتقلی ہوتی ہے۔ یہ الیکٹران P خطے میں سوراخوں کے ساتھ دوبارہ مل جاتے ہیں۔ چونکہ P خطے میں بہتے مفت الیکٹرانوں میں P خطے میں والینس الیکٹران سے زیادہ توانائی ہوتی ہے، اس لیے الیکٹران دوبارہ ملاپ کے دوران کم توانائی کی حالت میں واپس آجاتے ہیں، اور اضافی توانائی فوٹان کی شکل میں خارج ہوتی ہے۔ خارج ہونے والے فوٹوون کی طول موج کا تعلق توانائی کے فرق سے ہے جیسے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ روشنی کا اخراج کرنے والا علاقہ بنیادی طور پر PN جنکشن کے قریب ہے، اور روشنی کا اخراج الیکٹرانوں اور سوراخوں کے دوبارہ ملاپ سے جاری ہونے والی توانائی کا نتیجہ ہے۔ سیمی کنڈکٹر ڈایڈڈ میں، الیکٹران کو سیمی کنڈکٹر زون سے سیمی کنڈکٹر زون تک پورے سفر کے دوران مزاحمت کا سامنا کرنا پڑے گا۔ سیمی کنڈکٹر ڈائیوڈ کی جسمانی ساخت صرف اصول سے ہے، منفی الیکٹروڈ سے خارج ہونے والے الیکٹرانوں کی تعداد اور سیمی کنڈکٹر ڈائیوڈ کے مثبت الیکٹروڈ پر واپس آنے والے الیکٹران برابر ہیں۔ عام ڈائیوڈس، جب الیکٹران ہول جوڑے کا دوبارہ ملاپ ہوتا ہے، توانائی کی سطح کے فرق کے عنصر کی وجہ سے، جیسے، جاری ہونے والا فوٹوون سپیکٹرم نظر آنے والی حد میں نہیں ہوتا ہے۔
ڈایڈڈ کے اندر راستے میں، الیکٹران مزاحمت کی موجودگی کی وجہ سے بجلی استعمال کرتے ہیں۔ بجلی کی کھپت الیکٹرانکس کے بنیادی قوانین کے مطابق ہے:
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
نوٹ: RN N زون کی جسمانی مزاحمت ہے۔
VTH PN جنکشن کا ٹرن آن وولٹیج ہے۔
RP P خطے کی بڑی مزاحمت ہے۔
استعمال شدہ بجلی سے پیدا ہونے والی حرارت یہ ہے:
Q = Pt
کہاں: t وہ وقت ہے جب ڈایڈڈ متحرک ہوتا ہے۔
جوہر میں، ایل ای ڈی اب بھی ایک سیمی کنڈکٹر ڈایڈڈ ہے۔ لہذا، جب ایل ای ڈی آگے کی سمت میں کام کر رہی ہے، تو اس کا کام کرنے کا عمل اوپر دی گئی تفصیل کے مطابق ہے۔ یہ جو بجلی استعمال کرتا ہے وہ ہے:
پی ایل ای ڈی = یو ایل ای ڈی × میں ایل ای ڈی
کہاں: U LED LED لائٹ سورس میں فارورڈ وولٹیج ہے۔
I LED ایل ای ڈی کے ذریعے بہنے والا کرنٹ ہے۔
استعمال ہونے والی بجلی کو حرارت میں تبدیل کیا جاتا ہے اور جاری کیا جاتا ہے:
Q＝P LED × t
نوٹ: t پاور آن ٹائم ہے۔
درحقیقت، جب الیکٹران P ریجن میں سوراخ کے ساتھ دوبارہ جوڑتا ہے تو خارج ہونے والی توانائی بیرونی بجلی کی فراہمی سے براہ راست فراہم نہیں کی جاتی ہے، بلکہ چونکہ الیکٹران N خطے میں ہوتا ہے، جب کوئی بیرونی برقی میدان نہیں ہوتا ہے، اس کی توانائی کی سطح زیادہ ہوتی ہے۔ پی ریجن کے مقابلے میں۔ ویلنس الیکٹران کی سطح مثال سے زیادہ ہے۔ جب یہ P خطے تک پہنچتا ہے اور P خطے میں والینس الیکٹران بننے کے لیے سوراخوں کے ساتھ دوبارہ مل جاتا ہے، تو یہ اتنی توانائی خارج کرے گا۔ مثال کے سائز کا تعین خود مواد سے ہوتا ہے اور اس کا بیرونی برقی میدان سے کوئی تعلق نہیں ہے۔ الیکٹران کو بیرونی بجلی کی فراہمی کا کردار اسے سمت میں منتقل کرنے اور PN جنکشن کے کردار پر قابو پانے کے لئے دھکیلنا ہے۔
ایل ای ڈی سے پیدا ہونے والی حرارت کی مقدار کا روشنی کی کارکردگی سے کوئی تعلق نہیں ہے۔ اس میں کوئی تعلق نہیں ہے کہ برقی طاقت کا کتنا فیصد روشنی پیدا کرتا ہے، اور باقی فیصد برقی طاقت حرارت پیدا کرتی ہے۔ ہیٹ جنریشن کے تصورات، تھرمل ریزسٹنس اور ہائی پاور ایل ای ڈی کے جنکشن ٹمپریچر اور نظریاتی فارمولوں اور تھرمل ریزسٹنس پیمائش کے اخذ کرنے کے ذریعے، ہم ہائی پاور ایل ای ڈی کے اصل پیکیجنگ ڈیزائن، تشخیص اور پروڈکٹ ایپلی کیشنز کا مطالعہ کر سکتے ہیں۔ واضح رہے کہ ایل ای ڈی مصنوعات کی کم برائٹ کارکردگی کے موجودہ مرحلے میں ہیٹ مینجمنٹ ایک اہم مسئلہ ہے۔ حرارتی توانائی کی پیداوار کو کم کرنے کے لیے برائٹ کارکردگی کو بنیادی طور پر بہتر بنانا کیتلی کا نچلا حصہ ہے۔ اس کے لیے چپ مینوفیکچرنگ، ایل ای ڈی پیکیجنگ اور ایپلیکیشن پروڈکٹ ڈیولپمنٹ کی ضرورت ہے۔ تمام پہلوؤں میں تکنیکی ترقی۔
