LED क्या है ? इसकी कार्यविधि को समझाइए तथा इसके कोई दो उपयोग लिखिए।

Explanation

यह एक विशेष प्रकार का P-N सन्धि डायोड होता है, जो अग्र-अभिनति होने पर विशिष्ट रंग का प्रकाश उत्सर्जित करता है। इसीलिए इसको लाइट इमिटिंग डायोड (LED) कहते हैं।

कार्यविधि-प्रकाश उत्सर्जक डायोड की कार्यविधि इलेक्ट्रोल्यूमिनेन्स की घटना पर आधारित है। जब P-N जंक्शन को अग्र-अभिनति किया जाता है तब N-टाइप अद्धचालक से इलेक्ट्रॉन, P-टाइप अर्द्धचालक की ओर संक्रमित होते हैं जिससे P-अर्द्धचालन में इलेक्ट्रॉनों की संख्या पहले की तुलना में कहीं अधिक हो जाती है। ये इलेक्ट्रॉन P-अर्द्धचालक में विवरों .N-अर्द्धचालक से पुनर्मिलन करते हैं। पुनर्मिलन के कारण P-अर्द्धचालक में ऊर्जा ऊष्मा या विद्युत्-चुम्बकीय तरंगों के रूप में मुक्त होती है। सन्धि के N-अर्द्धचालक की ओर से P-अर्द्धचालक की ओर आने वाले इलेक्ट्रॉन P-अर्द्धचालक के चालन बैण्ड में स्थिर होते हैं, जबकि विवर संयोजी बैण्ड में उपस्थित होते हैं। इस प्रकार इलेक्ट्रॉन-विवर पुनर्मिलन क्रिया में इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर से निम्न ऊर्जा स्तर की ओर संक्रमित होते हैं तथा वर्जित ऊर्जा अन्तराल `E_g` से सम्बन्धित ऊर्जा मुक्त होती है। अतः उत्सर्जित विद्युत्-चुम्बकीय तरंगों के लिए
`lamda = (hc)/(E_g)`
यहाँ h प्लांक नियतांक तथा c प्रकाश का वेग है।
इसी प्रकार N-अर्द्धचालक में विवरों की संख्या पहले से अधिक हो जाती है। यह विवर इलेक्ट्रॉनों के साथ पुनर्मिलन करते हैं और ऊर्जा मुक्त होती है । सामान्य सिलिकन तथा जर्मेनियम P-N सन्धि डायोड में यह ऊर्जा ऊष्मा के रूप में मुक्त होती है, जबकि Ga, As या GaP अर्द्धचालकों में यह ऊर्जा अवरक्त विकिरण तथा मिश्रधातु अर्द्धचालकों जैसे-`GaAs_(1-x) P_x` में दृश्य प्रकाश के रूप में मुक्त होती है। जब दिया हुआ अर्द्धचालक अर्द्धपारदर्शी होता है तब यह ऊर्जा फोटॉन बाहर निकलते हैं तथा P-N सन्धि प्रकाश स्रोत की तरह व्यवहार करती है। LED से उत्सर्जित प्रकाश का रंग सन्धि डायोड के वर्जित ऊर्जा अन्तराल E. पर निर्भर करता है अर्थात् डायोड में प्रयुक्त पदार्थ की प्रकृति पर निर्भर करता है।
LED के उपयोग-(1) डिजिटल घड़ियों तथा डिजिटल मापन यन्त्रों में इसका उपयोग किया जाता है।
(2) ऑप्टीकल फाइबर कम्युनीकेशन में प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है।