how-do-forward-bias-and-reverse-bias-affect-diodes-and-leds, how-do-forward-bias-and-reverse-bias-affect-diodes-and-leds, /news
EN
2026/09/25
සැලකිල්ලට ගැනීම අවශ්ය වේ ඩයෝඩ් සහ සීඩී ඔවුන්ගේ ක්රියාකාරීත්වය මත විද්යුත් අතුරු විභව තත්ත්වයන් කෙසේ බලපායි යන්න පිළිබඳ දැනුම අවශ්ය වේ. ඉදිරි අතුරු විභවය සහ පිටුපස අතුරු විභවය යනු මෙම සැමිකන්ඩක්ටර් විද්යුත් ආලෝක නිකුත් කරන උපාංග විද්යුත් ධාරාව සම්පූර්ණයෙන් සම්ප්රේෂණය කරයි, ආලෝකය නිකුත් කරයි හෝ විද්යුත් ධාරාව අවහිර කරයි යන්න තීරණය කරන මූලික සංකල්ප වේ. යෙදුම් කරන වෝල්ටීයතාව සහ උපාංගයේ ක්රියාකාරීත්වය අතර සම්බන්ධතාවය වර්තමානයේ විද්යුත් පරිපථ සැලසුම් කිරීම, සංරචක තෝරා ගැනීම හෝ විද්යුත් පද්ධති වල ගැටළු සොයා හඳුනා ගැනීම සඳහා අත්යවශ්ය වේ. මෙම ලිපිය මෙම අතුරු විභව තත්ත්වයන් ඩයෝඩ කාර්යක්ෂමතාව, ආලෝක ප්රතිදානය සහ සමස්ත පද්ධති කාර්ය සාධනය මත බලපාන ආකාරය පිළිබඳව විමර්ශනය කරයි.

ඩයෝඩ සහ ආලෝකය විමෝචනය කරන උපාංගවල සැමි සන්ධිය තුළ සැමි සන්ධි ද්රව්යවල අතර ඉදිරි ප්රතිබාධය සහ පිටුපස ප්රතිබාධය හේතුවෙන් සිදුවන භෞතික ක්රියාවලිය ක්රියාත්මක වේ. p-පැත්තට සෘණ වෝල්ටීයතාවක් යෙදීමෙන් සහ n-පැත්තට සෘණ වෝල්ටීයතාවක් යෙදීමෙන් ඉදිරි ප්රතිබාධය සිදුවේ. මෙය ධාරාව ගලා යාමට ඉඩ සැලසීම සහ led කාර්ය සාධනය සහ කාර්ය සාධන ලක්ෂණ ස්පෂ්ට වීම සිදු කරයි. එහෙත්, පිටුපස ප්රතිබාධය යනු p-පැත්තට සෘණ වෝල්ටීයතාවක් සහ n-පැත්තට ධන වෝල්ටීයතාවක් යෙදීමයි. මෙය ධාරාව ගලා යාම සීමා කරයි සහ අඩු වූ කලාපයක් නිර්මාණය කරයි. මෙම ක්රියාවලි තේරුම් ගැනීම සැමි සන්ධි ආලෝකය විමෝචනය කරන උපාංග විශේෂිත යෙදුම් සඳහා හොඳින් සකස් කිරීමට සහ පරිපථවල ඒවායේ විශ්වසනීයතාව උපරිම කිරීමට උපකාරී වේ.
ඩයෝඩ සහ එල්ඊඩී වල ඉදිරි අතිච්ඡාදනය යනු සම්බන්ධතාවයේ විභව බාධකය අඩු කරන ලද අතිච්ඡාදන වෝල්ටීයතාවය යෙදීම වේ. සැහැල්ලු පැත්ත ප්රකාරයේ ද්රව්යයට සහ සැලැස්සුම් පැත්ත නි-ප්රකාරයේ ද්රව්යයට සම්බන්ධ වී, ඉලෙක්ට්රෝන සහ හෝල් සම්බන්ධතාවය දෙසට ගමන් කර ප්රතිස්ථාපනය වීම සඳහා තත්ත්වයන් උත්පාදනය කරයි. මෙම ප්රතිස්ථාපනය හේතුවෙන් ශක්තිය උණුසුම හෝ ආලෝකය ලෙස මුදා හැරේ, එය සැමිකන්ඩක්ටර් ද්රව්යය සහ උපාංග වර්ගය අනුව වෙනස් වේ. සැමිකන්ඩක්ටර් ආලෝක විමෝචන උපාංග සඳහා, මෙම ශක්ති විමෝචනය දෘශ්ය ආලෝක විමෝචනය ලෙස පෙනේ, එබැවින් එල්ඊඩී සහ වෙනත් ආලෝක මූලාශ්ර සඳහා ඉදිරි අතිච්ඡාදනය ක්රියාකාරී තත්ත්වය වේ.
ආරෝපණ වාහකයන් සම්බන්ධතාවය තුළ ප්රතිසංයෝගයට ලක් වූ විට, ඒවා අඩු ශක්ති තත්ත්වයන් වෙත සංක්රාන්තියට පත් වී ෆෝටෝන විමෝචනය කරයි. විමෝචනය වන විදුලි ප්රකාශයේ තරංග දිග සහ වර්ණය සැමිකන්ඩක්ටරයේ බැන්ඩ් හි ශක්ති විවරය සහ ද්රව්ය සංයෝගය මත රඳා පවතී. විවිධ ද්රව්ය විවිධ වර්ණ නිපදවයි: සැලියම් ආසෙනයිඩ් ඉන්ෆ්රාරෙඩ් විමෝචනය කරයි, සැලියම් නයිට්රයිඩ් නිල් සහ උපරක්ත විමෝචනය කරයි, සහ ඇලුමිනියම් ඉන්ඩියම් ෆොස්ෆයිඩ් රතු සහ සැහැල්ලු කහ විමෝචනය කරයි. මෙම සැමිකන්ඩක්ටර විදුලි ප්රකාශ උපාංගවල එල්ඊඩී කාර්ය සාධනය සහ කාර්යක්ෂමතාව සැමිකන්ඩක්ටර ද්රව්යය සඳහා ඉදිරි බයස් වෝල්ටීයතාව හරහා වැඩි දියුණු කළ විට සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වේ. මෙය ආදාන ධාරාව සමඟ සැසඳීමේදී උපරිම ෆෝටෝන ජනනය සිදු කිරීම සහතික කරයි.
ප්රතිලෝම අභියෝගය ඩයෝඩ් සන්ධියේ විභව බාධකය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කරන සැකසුමක් උත්පාදනය කරයි. සෘණ වෝල්ටීයතාව පී-පැත්තට සහ ස්ථූල වෝල්ටීයතාව එන්-පැත්තට සම්බන්ධ වී ආරෝපණ වාහකයන් සන්ධියෙන් ඉවතට ගෙන යාමෙන් හා අඩු විද්යුත් ක්ෂේත්රය විස්තීර්ණ කිරීමෙන් සාමාන්ය ඩයෝඩ් සහ එල්ඊඩී හරහා සාමාන්ය ධාරා ප්රවාහය අවහිර කරයි. මෙම සැකසුම උපකරණය විද්යුත් පරිවාරකයක් ලෙස ක්රියා කරයි. ප්රකාශ ඩයෝඩ් යෙදුම් සඳහා ප්රතිලෝම අභියෝගය ඉතා වැදගත් වන අතර, සංවේදක ලෙස සැලසුම් කර ඇති ඩයෝඩ් සහ එල්ඊඩී විසින් පැමිණෙන ෆෝටෝන සොයා ගැනීම සහ මැනිය හැකි ධාරා සංඥා ජනනය කිරීම සඳහා ප්රතිලෝම අභියෝගය යටතේ පවතිය යුතුය.
ප්රති-උත්තේජන වෝල්ටීයතාවය ප්රමාණවත් ලෙස ඉහළ යාමෙන් පසු, විද්යුත් ක්ෂේත්රය ඉතා ශක්තිමත් වී ප්රභවය සිදු කරයි. මෙහෙන් ආරෝපිත වාහකයන් අතිරේක වාහකයන් මුදා හැරීමට ප්රමාණවත් ශක්තිය ලබා ගනී. එය පිළිවෙලින් ප්රතිචාර වැඩි වීමක් ඇති කරයි. සාමාන්ය ඩයෝඩ වල මෙම බිඳ වැටීමේ ක්රියාවලිය විනාශකාරී විය හැකි අතර, වෝල්ටීයතා පාලනය සඳහා සැලසුම් කර ඇති සෙනර් ඩයෝඩ වල එය අරමුණු සහිතව යුතු ලෙස සැලසුම් කර ඇත. ෆෝටෝ ඩයෝඩ යෙදුම් වල ප්රති-උත්තේජනය භාවිතා කර විශාල අඩු වූ කලාපයක් සෑදීම සඳහා යොදා ගනී. එය ආලෝක සැරිසැරීමේ පරිමාව වැඩි කරයි සහ පැමිණෙන ෆෝටෝන වලට සංවේදීතාවය වැඩි කරයි. පරිපථ ආරක්ෂා කිරීම සහ සැමිකන්ඩක්ටර් ආලෝක විකිරණ උපාංග සහ ෆෝටෝ ඩයෝඩ වලට හානි වැළැක්වීම සඳහා බිඳ වැටීමේ වෝල්ටීයතා සහ ශ්රේණිගත කිරීම් තේරුම් ගැනීම අත්යවශ්ය වේ.
ආලෝක මූලයන්ගේ සීඩී කාර්යක්ෂමතාව සහ කාර්ය සාධනය යනු ආරක්ෂිත ක්රියාත්මක සීමාවන් තුළ සෘජු පෙළගැසීම හොඳ කිරීම මත ඉතා සැලකිය යුතු ලෙස රඳා පවතී. අධික සෘජු වෝල්ටීයතාව උණුසුම නිපදවීම වැඩි කර ඇතුළු ධාරා ඒකකය සඳහා ෆෝටෝන ප්රතිදානය අඩු කරයි, එය උපාංගයේ කාලය කෙටි කරයි සහ සමස්ත කාර්යක්ෂමතාව අඩු කරයි. ප්රතිරෝධක හෝ විද්යුත් ධාරා ස්රෝතස් හරහා සුදුසු ධාරා සීමා කිරීම සෘජු පෙළගැසීම හොඳම පරාසය තුළ පවත්වා ගැනීමට සහය වේ, එහිදී ආලෝක ප්රතිදානය ඉහළ පැවතීම සහ සිසිල් ආතතිය කළ හැකි මට්ටමක පවතී. ගුණාත්මක සැමිකන්ඩක්ටර් ආලෝක විකිරණ උපාංග වලට සෘජු වෝල්ටීයතාව සහ ධාරාව සඳහා විශේෂිත ශ්රේණිගත කිරීම් ඇත, එය සීඩී කාර්යක්ෂමතාව සහ කාර්ය සාධනය උපරිම කරයි සහ ප්රායෝගික යෙදුම් වලදී දීර්ඝ ක්රියාත්මක කාලයක් සහතික කරයි.
ෆෝටෝඩයෝඩ් යෙදුම් වලදී සංවේදීතාවය සහ ශබ්ද ලක්ෂණ අතර අවශ්ය සමතුලිතතාවය ලබා ගැනීම සඳහා සැලකිලිමත් ලෙස ප්රතිලෝම බයස් කළ යුතුය. ඉහළ ප්රතිලෝම බයස් වෝල්ටීයතා දී අපගමන කලාපයේ පළල වැඩි වී ආරෝපණ එකතු කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි වුවද, එය අඳුරු ධාරාව සහ සාදාරණ ශබ්දය ද වැඩි කරයි. විශේෂිත ආලෝක සොයා ගැනීමේ කාර්යයන් සඳහා නිෂ්පාදකයා විසින් නියම කරන ප්රතිලෝම බයස් වෝල්ටීයතාවලදී ෆෝටෝඩයෝඩ් හි හොඳම ක්රියාකාරිත්වය ලැබේ. සැන්සර් ලෙස සැලසුම් කරන ලද සැමිකන්ඩක්ටර් ආලෝක විකිරණ උපාංග වලට ආලෝක මැනීම, පෘෂ්ඨීය සන්නිවේදනය සහ ඡායාරූප පද්ධති වල නිවැරදි ෆෝටෝඩයෝඩ් යෙදුම් සැපයීම සඳහා පරිපථ සැලසුමේදී සුදුසු ලෙස බයස් කළ යුතුය.
ඉදිරි අත්යාවේශනය යනු p-පැත්තට සෘණ වෝල්ටීයතාවක් යෙදීම සහ n-පැත්තට සෘණ වෝල්ටීයතාවක් යෙදීමයි. මෙය සන්ධි බාධාව අඩු කරයි සහ ධාරා ප්රවාහය සහ ආලෝක විකිරණය සිදු වීමට ඉඩ සලසයි. ප්රතිලෝම අත්යාවේශනය යනු p-පැත්තට සෘණ වෝල්ටීයතාවක් සහ n-පැත්තට සෘණ වෝල්ටීයතාවක් යෙදීමයි. මෙය අවශෝෂණ කලාපය විශාල කරයි සහ සාමාන්ය ධාරා ප්රවාහය අවහිර කරයි. LED වල ආලෝක ප්රතිදානය උත්පාදනය කිරීම සඳහා ඉදිරි අත්යාවේශනය යනු ක්රියාත්මක වීමේ තත්ත්වයයි. ප්රතිලෝම අත්යාවේශනය පොටෝඩයෝඩ් යෙදුම් සහ වෝල්ටීයතා නියාමන පරිපථ සඳහා භාවිතා කරයි.
ඉදිරි අත්යාවේශන වෝල්ටීයතාව සුදුසු ලෙස යෙදීමෙන් සැමිකන්ඩක්ටර් ආලෝක විකිරණ උපාංගවල ආවේග වාහක ප්රතිසංයෝජනය උපරිම කරයි. එය ආදාන ධාරාවට සාපේක්ෂව උපරිම ෆෝටෝන ප්රතිදානය උත්පාදනය කරයි. ඉදිරි අත්යාවේශන වෝල්ටීයතාව අධික වීම හේතුවෙන් උණුසුම ජනනය වැඩි වී සිදුවන සාමාන්ය හානි හේතුවෙන් LED කාර්යක්ෂමතාව සහ කාර්ය සාධනය අඩු වේ. ඩයෝඩ සහ LED සඳහා නිෂ්පාදකයා විසින් නියම කරන ලද හොඳම ඉදිරි අත්යාවේශන වෝල්ටීයතාව යෙදීමෙන් ප්රායෝගික යෙදුම් වලදී කාර්යක්ෂම ආලෝක උත්පාදනය සහ දීර්ඝ උපාංග ජීවිත කාලය සිදු වේ.
ෆෝටෝ ඩයෝඩ යෙදුම් වල ප්රතිලෝම බයස් යෙදීමෙන් විශාල අපගමන කලාපයක් උත්පන්න වන අතර, එය ආගන්තුක ෆෝටෝන සමඟ සංවේදීතාවය වැඩි කරයි සහ ආරෝපණ සාදන කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කරයි. විශාල අපගමන පළල හේතුවෙන් වැඩි සංඛ්යාවක ෆෝටෝන ඉලෙක්ට්රෝන-හෝල් යුගල උත්පාදනය කිරීමට හැකි වේ. එය මැනිය හැකි විදුලි ධාරා සංඥාව උපරිම කරයි. ෆෝටෝ ඩයෝඩ යෙදුම් සඳහා සඳහන් කර ඇති සුදුසු ප්රතිලෝම බයස් වෝල්ටීයතාව භාවිතයෙන් සැන්සර සහ ආලෝකික සන්නිවේදන පද්ධති වල ආලෝක සොයා ගැනීම සඳහා හොඳම සංවේදීතාවය සහ ශබ්ද ලක්ෂණ සැපයිය හැකිය.