Xaaladda u dhexeeya diyoodooyinka iyo LED-ka badan ayaa ka xunaysa inzhiniradaha iyo xataa kooxaha soo gashada warshadaha industriyaad. Haddii LED-kii oo dhan ay tahay diyoodooyin, ma aha midna diyoodooyinka oo dhan LED. Fhmfashada kala duwan kuwa shaqaysan ee qorshooyinka semikondaktaar ee la socda waa muhiim ah si loo xalliso qorshooyinka saxda ah ee aad ugu yaraan. Tani waa lagu xalliso marka la eegayo ujeedada ujeedada isku dhafan, balanxada, iyo xusuumaha shaqaysiga ee proyektooyinka gaarka ah ee qorshooyinka industriyaad iyo biyoolka.
Fahmaya kala duwan kuwa muhiim ah ee diodes iyo LEDs waxay caawinayaan muhandisada inay gaar aqoonsato qofka ku saabsan doorka qoraalka iyo dhisidda isku-darka. Kala duwan kugu dhacaya waa shuqulka ugu sarreeya: diyaadaha caadi ah ayaa uga xoojiyaa gudubka carruurta elektrik, halkaasoo LED-ku waxay badbaadiyaan carruurta elektrik ee ku jira noolaha la yaabado. Helidka shuqulkaas oo ku saabsan wuxuu si cad ugu yeedhaa dhisidda isku-darka, guurka ugu yar ee shaqo, iyo guurka ugu yar ee lacag ka bixi karaa isticmaalaha iyo maamulka industriyada, ka dib markii ugu horaysa ee dhisidda iyo kuwa la isticmaalo ilmibaahinta.
Kala duwan kugu dhacaya shuqulka ugu sarreeya ee diyaadaha iyo LED-ku
Diyaadaha caadi ah sida qofka uga xoojiyaa gudubka carruurta
Diyoodaha caadiga ah waxay isticmaalka ugu yar ee kuwa soo socda oo ka dhigan karaan xariirka elektirik. Waxay siiyaan xariirka elektirik ee kuwa soo socda oo ka dhigan karaan xariirka elektirik ee kuwa soo socda, taasoo la yiraahdo “rectification”. Kuna dhaqaaqada xariirka elektirik iyo xariirka dhaqaaqada, diyoodaha caadiga ah waxay ku caddeeyaan dhibaatooyinka xariirka elektirik ee kuwa soo socda iyo si xariirka elektirik uu soo socdo marka laga baahanayo. Tani wuxuu noqon doonaa wax yaab leh ee ku saabsan xariirka elektirik, xariirka xariirka elektirik, iyo xariirka dhaqaaqada ee xariirka elektirik waa qoyska muhiimka ah ee ku saabsan xariirka elektirik, ma aha xariirka guulidda.
Xariirka jidka oo ka dhigan karaan xariirka elektirik ee kuwa soo socda ee diyoodaha caadiga ah waxay ku saabsan xariirka elektirik ee kuwa soo socda iyo xariirka guulidda ee kuwa soo socda. Iyaga waxay dooran diyoodaha caadiga ah si ay ugu yar uga badbaadin xariirka elektirik ee kuwa soo socda iyo si ay ugu yar uga badbaadin xariirka elektirik ee kuwa soo socda. Tani wuxuu noqon doonaa wax yaab leh ee ku saabsan xariirka xariirka elektirik, xariirka xariirka elektirik, iyo xariirka xariirka elektirik ee kuwa soo socda, ma aha xariirka guulidda ee kuwa soo socda iyo xariirka guulidda ee kuwa soo socda.
LED-ku waxaa loo isticmaala si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca, oo lagu yeedhiyo natiijooyinka la isticmaalo si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca.
LED-ku waxaa loo isticmaala si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca, oo lagu yeedhiyo natiijooyinka la isticmaalo si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca. Marka ay la isticmaalo si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca, elektronaha ay la isticmaalo si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca, oo ay la isticmaalo si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca. Tani waa sida uu ugu yar yahay in ay la isticmaalo si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca, oo ay la isticmaalo si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca. Haddii ay la isticmaalo si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca, ay la isticmaalo si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca, oo ay la isticmaalo si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca. LED-ku waxaa loo isticmaala si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca, oo ay la isticmaalo si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca, oo ay la isticmaalo si ay ugu dhaqan karaan nooca gaarka ah ee qorshooyinka ku jira xagga dhinaca.
Qoyska semikondaktor ee LED-ku waxa uu ku qaybsan yahay inuu kala saaray light ka badan oo ah controlka current. Waxyaalaha, jirka, iyo heerka ayaa loo isticmaaliyey si ay ugu yar yahay inay kala saaran light per unit ee current. Tani waxa uu ku qaybsan yahay inuu kala saaray photon ka badan oo ah switchingka electrical, taasoo ah farqiga muhiimka ah ee ku qaybsan LED-ku ka dib marka diode gaar ah iyo ku qaybsan waxyaalaha uu ku qaybsan yahay inuu la isticmaalo lighting, signaling, iyo display applications ka dib marka qof kasta.
Waxyaalaha Photodiode iyo shakhsiyaadaha ay ku jiraan
Photodiode-ku sida sensor ee kala saarista light
Photodiodes waa qayb ka mid ah isku daynta semiconductors ee ku saabsan naga dhacaya, laakiin waxay ugu yarayn ku sameyn doonaan naga dhacaya oo aan ku sameyn doono naga dhacaya. Waxyaalahaan waxay shaqeyn doonaan sida sensors ee naga dhacaya, oo ku badbaadin doonaan photons ee ku jira si ay u badbaadin doono corronta elektrik ee leh xagga naga dhacaya. Qaybta photodiodes ayaa la isticmaalin doonaan dhaqanka iyo sayniska, tibba, isku daynta opticaal, iyo xagga farsamka ahaan. Ka duwan markii diodes iyo LEDs, photodiodes waxay shaqeyn doonaan xagga ku dhowa (reverse-bias), sidaas daraaddeed waxay leedahay xagga naga dhacaya, laakiin ma ahan tahay in ay ku sameyn doono korronta ama naga dhacaya.
Kala duwan ee shaqaynta waxa uu muuqataa marka la raacayo isticmaalka photodiode-ka iyo ugu sarreeya ama ugu fiican-ta LED-ka. Marka LED-ku la siiyo ammaan, wuxuu kordhi doonaa ammaan, halkaasoo photodiode-ku ammaan ka soo bixi doonaa iyo ku badbaadi doonaa corronta lagu xisaabin karaa. Nidaamada iyo qoyska waxa ay ugu badan isticmaalan karaan labada tixgel, LED-ku si loo siiyo ammaan, iyo photodiode-ku si loo heesoo ammaan ka soo bixiye ama ka dhexeeya ammaan si loo isticmaalo xogta ka soo baxa iyo nidaamka xasiloonida. Tarkihiyaddan ku saabsan wuxuu muuqataa sida tixgelaha semiconductora ee ka bixiya ammaan ay isku mid yihiin oo ay shaqayn karaan kala duwan ee shaqaynta nidaamada iyo qoyska oo la xidhiidha.
Raacinta Shaqaynta Helitaanka iyo Ka Bixitaanka
Fahamka isticmaalada photodiode kuwa laga yaabaa marka la isku qoray karaamada LED iyo xasiloonida, waxay muujinaysaa meel ka mid ah oo leh qodobka semiconductors ee ku saabsan dhaqanka dhaqanka. Photodiode kuwa loo isticmaalo si loo heegisayo waa inay leeyihiin jiritaanka la xidhiidhaa (reverse-bias voltage) oo dhan, iyo inay soo saari doonaan corronta oo leh xagga dhaqanka. Kuwa kale, LED-ku waa inay leeyihiin corronta la xidhiidhaa (forward-bias current), iyo inay soo saari doonaan dhaqanka. Diyoodaha caadi ahaantii waa inay noqoto si kala duwan oo aan dhaqanka lahayn, oo ay ku qoran tahay korronta kaliya. Tafasirka tiga oo leh qodobka waxay ka caawinaysaa injineerada inay doorto qodobka caadi ahaantii oo la xidhiidhaa wixii isticmaalka u baahan yahay: xidhiidhka corronta, dhaqanka soo saarinta ama dhaqanka heegista.
Nimcooyinka iyo dhaqan-dhismeedka waxay ugu badan yahay inay isticmaalaan saddex qaybaha semiconductors. Qalabka ugu dhisanaya waxay isticmaalaan diodes caadi ah si loo guurto xawaaraha, LED-ku si loo sheego xaalada iyo xawaaraha lagu fahmo macnaha qalabka, iyo photodiodes si loo eegto karaamada aagga ah ee ku saabsan aragta. Ku xiran karaamaanta taasoo ka dhigan karaamaanta kala duwan wuxuu ka hortaga in la isticmaalo qalabka si aan lahayn, waxaana siinaya in nimcooyinka ay noqdaan natiijada leh, ugu yar ee xadgudubka, iyo natiijada leh ee ku saabsan dhaqan-dhismeedka oo ka badan.
Qaybaha Natiijada iyo Qaybaha Doorashada
Kuwa LED ee Kala Duwan iyo Kala Duwan ee Natiijada
Kuwa LED oo ku saabsan xisbiga iyo karaamada ayaa ugu badan yahay ka dib markii laba dagaaladood. LED-yo cusub waxay ku badbaadi doonaan 70 ilaa 90 boqolka natiijada elektirka ee la eegayo, taas oo kala duwan markii bulb-ka incandescent ee la isku dayo qofka ku jira gacanta. Tani wuxuu ku saabsan karaamada elektirka, in la qaado goobta hoos u jeedinta, iyo in la qaado karaamada guud ee la eegayo kuwa la isku dayo. Markii kuwa karaamada leh oo ku saabsan karaamada, sida kuwa la isku dayo oo ku saabsan kuwa la isku dayo, iyo kuwa la isku dayo, kuwa LED ayaa ku saabsan karaamada la isku dayo ee la eegayo.
Qaybaha ku saabsan LED ku yaalaa waxa uu ku qoraa habka ugu yar ee ku dhisay inuu noqdo lumens per watt, jiritaanka joojinta culuska, wakhti dheerka oo ay ugu dhasho saacadaha la isticmaalo, iyo xasiloonida hawsha. Qaybaha caadi ah, si kastaba ha ahaatee, waxa ay la tijaabinaa kuwa soo celinaya kala duwan ee ku saabsan joojinta, joojinta ka hor ama ku dhow, iyo xasiloonida carruurti. Qaybaha ku saabsan LED iyo qaybaha caadi ah ay ku yaalaa waxa ay ku yaalaa qaybaha ku saabsan xaaladaha isku mid ah: qaybaha caadi ah ay ku yaalaa inay ku dhisaa xasiloonida elektirki, halkaas oo LED ay ku yaalaa inay ku dhisaa xasiloonida guulista. In la sameeyo qaybaha la isticmaalo si loo xaqiijiyo xaaladaha la isticmaalo wuxuu ku caawinayaa in la gaaro xasiloonida ugu yar ee isku durka iyo in la gacantaado xasiloonida aan la isticmaalin ama xasiloonida aan la isticmaalin.
Qaybaha la isticmaalo si degdeg ah ee ku saabsan xaaladaha industriyada
Marka la qiimeynayo qalabka iftiinka ee loo yaqaan'semiconductor light emitting devices' ee loogu talagalay codsiyada warshadaha gaarka ah, injineerada waa inay marka hore go'aamiyaan in baahida loo qabo ay tahay xakamaynta hadda, soo saarida iftiinka, ama ogaanshaha iftiinka. Wareegga u baahan nidaaminta danabku wuxuu u baahan yahay diode caadi ah oo loo habeeyay hagaajinta. Codsi u baahan iftiin muuqda ama tilmaamaha xaaladda wuxuu u baahan yahay waxqabadka LED-ka iyo qeexitaannada waxqabadka. Nidaamka u baahan in la kormeero iftiinka deegaanka wuxuu u baahan yahay dareenka iyo jawaabta sawir-qaadaha. Caddayntan shaqeyntu waxay ka hortagtaa in qaybaha aan loo baahnayn la beddelo waxayna hubisaa guusha naqshadeynta ugu horreysa.
Habka la isticmaalayo qorsho kale wuxuu kala duwan yahay. Diyoodaha caadiga ah waxaa lagu qiyaasaa kuwa ka badan LED-ka marka la qiyaaso per component, laakiin fahamka iyo natiijada LED-ka waxaa laga heli karaa qorsho ka yar ee dhammaan dhulka (lifetime system costs) si loo siiyo qorsho ka yar ee enerjiyga la isticmaalo. Isticmaalida fotodiyoode waxaa laga yaabaa inay u baahan yihiin calibrashaan gaar ah, oo waxaa laga yaabaa inay leedahay qorsho ka badan oo la isku dayo diyoodaha caadiga ah. Fikirka guud ahaan ee xagga qorsho iyo natiijada waxaa caawinaa waxtijaalaha la isticmaalo inay xaqiijin karaan qorsho ka horreysa ee component-ka iyo qiimaha dhammaan dhulka (system-level value) iyo qiimaha fahamka iyo natiijada dhulka (operational efficiency metrics).
Su’aalaha loo isticmaalo badan
Ma ay LED-kii oo dhan waxaa lagu magacaabo diyoodaha?
Haa, dhammaan LED-ka waxay noqon doonaan diyaadood, sababtoo ah waxay noqon doonaan qorshooyin la isticmaalayo qalabaha xisaabta, oo leh jiritaanka p-n ee ku saabsan koorronta ka dhexeeya mid ka mida. Laakiin, ma aha midna diyaadoodka caadi ah ayaa noqon doonaan LED. Diyaadoodka caadi ah waxay la isticmaalo si loo hagaajiyo koorronta iyo ku daryeeliyo jooma, halkaasoo LED-ka waxay la isticmaalo si loo sameeyo caano. Termka 'diode' wuxuu ku saabsan qorshooyinka qalabaha xisaabta, halkaasoo 'LED' wuxuu ku saabsan isticmaalka qorshooyinka si loo sameeyo caano.
Ma aha diyaadood caadi ah ayaa noqon doonaan LED-ka?
Diyoodaha caadi ah ma ku badan karin LED-ka guurka waxa ka dhacaya inay ma ugu yar tahay qoraalka caadi ah ee la isticmaalaa. Haddana diyoodaha caadi ah ay lahaan qoraal kasta oo ay ku dhacdo electroluminescence, qoraalka juntiiska wuxuu si degdeg ah ugu yar yahay inuu ku dhisaa qoraalka, taasoo ka dhacaya in qoraalka uu ku yar yahay inuu la isticmaalo. Sidoo kale, diyoodaha caadi ah ay ku dhaqaaqdaan qoraalka weyn oo ay ku jiraan LED-ka marka ay lahaan coro toos ah, taasoo ka dhacaya inay leedahay ugu yar qoraalka oo aan la isticmaalo.
Waa maxay isticmaalka photodiode-ka ku saabsan isku-dhafan LED?
Waxyaabaha photodiode waa ku xidhan waxyaabaha LED si loo hagaajiyo iyo loo daryeelo koornta. LED-ku waa ka saaran nadiifka caadiga ah, halkaasoo ah photodiode waa ka heli nadiifka si loo qorin, loo helegiyo ama loo isticmaalo si loo xukumin. Koonfurta iyo horumarinta, LED-ku waa ka saaran nadiifka goobta shaqada ama alaamadaha xaalada, halkaasoo ah photodiode waa ka heli nadiifka ama la qorin qabadka nadiifka si loo hubiyo karaamada. Marka laga eegayo, waxyaabaha semiconductora ee ka saaran nadiifka waxay sameeyaan nidaamka guud ee ku saaran nadiifka iyo ku saaran alaamadaha oo ku saaran dhaqanka horumarinta iyo ku saaran xaqiiqda.
EN
