Ku fahamka shaqaynta diodes iyo LEDs wuxuu baahan yahay fahamka sida xukuumka elektirkiiska ah ay ugu saarayaan shaqaynta. Xukuumka ku saabsan iyo xukuumka la isticmaalayo waa mafahimaha muhiimka ah oo kala saaraya in ay qofkaas ku jiraan in ay ku dhaqan karaan, ku soo bixi karaan nool, ama ku dhaqan karaan dhexdooda. Xiriirka baynada jidhka la isticmaalayo iyo shaqaynta qofkaas waa muhiim ah si ay ugu sameeyaan isku darka, dooran karaamadaha, ama ku cadad ka dhacdo nidaamka elektirkiiska. Maqalakan waxay ku sharaxaan sida xukuumkaas ay ugu saarayaan shaqaynta diyaadu, bixinta nool, iyo karaamada guud ahaan ee nidaamka.
Fizikada ku dhaqan kasta oo ku saabsan isku dhafan iyo isku dhafan ka duwan waxa uu uga jiraa xagga isku dhafan ee waxyaalaha la isticmaala karo qoraalka iyo waxyaalaha la isticmaala karo xoogga. Marka lacag la isku dhafan karo p-side iyo lacag la isku dhafan karo n-side, isku dhafan ayaa ku dhacaya, taasoo leedahay in lacagta ay la kululayo, oo waxay muujisaa fayriska iyo xusnaha LED-ka. Waana la xusuusin karaa in isku dhafan ka duwan ay isku dhafan karo p-side iyo isku dhafan karo n-side, taasoo ku xunaysa lacagta iyo ku dhaqan karo xagga isku dhafan. Fhimaadka waxyaalahaan wuxuu caawinaysa in la guurto waxyaalaha la isticmaala karo xoogga si loo isticmaalo qoraalka iyo si loo yareeyo xusnaha ee waxyaalahaan marka la isticmaalo xagga isku dhafan.
Mekanikada Isku Dhafan iyo Kululka Lacagta
Sida Isku Dhafan Ku Darayaa Kululka
Xarago ku jira diyaadaha iyo LED-ka waxa uu ku dhacaa marka qaybta la isticmaalayo waxa uu ka saaray xaragga ku jira qaybta. Qaybta caalamiga ah ayaa la xidhiidha qaybta p-type, oo qaybta caddayga ah ayaa la xidhiidha qaybta n-type, taasoo abuuraya xaaladaha ee elektronaha iyo hoolaha ay ugu yeedhaan qaybta iyo ay ku dhisaaan. Dhisiddaas waxa uu baxa enerji oo ka dhacaa cimil ama nool, kuwaas oo kala duwan marka la eego waxa loo isticmaalo oo ku saabsan qaybta iyo nooca qaybta. Boqorka ku saabsan noolka, enerjigaas waxa uu muujiyaa noolka aasaaska ah, taasoo ugu yaraa in xarago ku jira nooca qaybta iyo warbaahinta kale ee noolka.
Noolka iyo Baxida Enerjiga
Marka la isku dhisayo qaybaha ku jira xagga, waxay ku soo noqdaan hawlihii ka yar ee enerjiga iyo waxay ugu soo saarayaan foton. Qaybta iyo rangiga lagu soo saaro waa la isticmaalaan si loo yaqaano enerjiga bandigga semiconductor iyo qaybta dhinaca. Dhinac badan ayaa ugu soo saaraya rangaha badan: gallium arsenide ayaa ugu soo saaraya infrared, gallium nitride ayaa ugu soo saaraya biriis iyo ultraviolet, iyo aluminum indium phosphide ayaa ugu soo saaraya cunto iyo amber. Kharashka LED iyo kharashka guulidda ee qaybaha ku jira dhinaca ayaa ku guulaysan yahay marka la isticmaalo voltage-ka ku xidhan kuwa ku jira dhinaca, si loo ogaado in foton ku guulaysan yahay kuwa ku jira corrent-ka.
Voltage-ka ku xidhan iyo xagga la xidhan
Isticmaalinta voltage-ka ku xidhan
Xarriiqda ka duwan yaa sameeyo xaaladaha taasoo leh in bararka ku jira xarriiqda ay ugu badan yihiin. Xarriiqda caddaynka ah ayaa la kala qaybta p-ee iyo xarriiqda caadiga ah ayaa la kala qaybta n-ee, taasoo ku dhaqaaqaya qalabka xarriiqda ka duwan iyo ku badaneya farqiga xarriiqda ka duwan. Tani waa ka dhintay in xarriiqda caadiga ah iyo LED-ku aad ugu yaraan xarriiqda caadiga ah, taasoo ku dhintay in qalabka uu noqdo insulaatir. Xaaladu xarriiqda ka duwan waa muhiim ah si ay ugu yaraan xarriiqda photodiode, halkaas xarriiqda iyo LED-ku oo la sameeyo si ay ugu yaraan xarriiqda ka duwan si ay ugu yaraan fotonka soo noqday iyo si ay ugu yaraan xarriiqda caadiga ah.
Dhacdaynta iyo Shaqaynta Zener
Marka la isticmaalo xikmadaha la yiraahdo oo ka badan, qoolka elektrikada waxa uu ku jiraa si guulaysan inuu dhisay isku dhafan karaa, halkaas marka qaraxa ku jira wixii ku jira xikmadaha ay ku jirto natiijo leh inay ugu dhaqaaqin karaan qaraxa kale, taasoo ku dhaqaaqinaya xikmadaha. Tani waxa uu noqon karaa xikmadaha la isticmaalo si aad ugu yaraan, laakiin waxa uu ku jiraa si loogu talagalay Zener diodes inuu ugu dhaqaaqin karo xikmadaha. Xikmadaha photodiode waxa ay isticmaalan xikmadaha la yiraahdo inay dhisay qoolka la yiraahdo oo la yiraahdo, taasoo ku dhaqaaqinaya meelaha la isticmaalo oo ku jira xikmadaha iyo ku dhaqaaqinaya xikmadaha la isticmaalo oo ku jira qaraxa. Fikradaha xikmadaha iyo qeexidda waxa uu muhiim ah inuu ugu dhaqaaqin karo qoolka iyo inuu ugu dhaqaaqin karo xikmadaha la isticmaalo oo ku jira qaraxa iyo photodiodes.
Talada Dhaqaaqda iyo Doorashada
Ku dhaqaaqinaya xikmadaha LED
Kuwa mid ah waxyaalaha ugu muhiimsan ee ku saabsan khaladka leed iyo kharashka eegta waxaa lagu talagalay in la falkaayo xagga kaabaha (forward bias) kuwaas oo ku jira xagga la xiriira karaama. Xagga kaabaha (forward voltage) oo ka badan waxay caawinaysaa in la siiyo badda ka badan, iyo in la qabto qoraalka (photon) ka yar ee ku jira kalaamka (current) ee la soo galo, taasoo ka dhasha dhammaan khaladka leed iyo kharashka eegta, iyo ka furaya dhammaan kharashka. Ku dhaqan kalaamka (current) oo la xiriira karaama, ama ku dhaqan kalaamka (current source), wuxuu ku dhaqan xagga kaabaha (forward bias) oo ku jira xagga ugu yar ee ku jira kharashka leed iyo kharashka eegta, taasoo ka dhigaya in kharashka leed iyo kharashka eegta ay ku jiraan xagga ugu yar ee ku jira kharashka. Kharashka leed ee ku jira kalaamka (semiconductor) oo ku jira xagga ugu yar ee ku jira kharashka leed iyo kharashka eegta wuxuu ku jira xagga ugu yar ee ku jira kharashka leed iyo kharashka eegta, taasoo ka dhigaya in kharashka leed iyo kharashka eegta ay ku jiraan xagga ugu yar ee ku jira kharashka.
Xagga ku saabsan kharashka photodiode
Waxyaabaha photodiode u baahan yihiin in la xidhiido si cad in la galiyo isku dhafan ee ku saabsan xagga xun iyo xagga qalbiga. Xagga xun oo weyn waxay ku dhaartaa xagga xun ee ku saabsan xagga xun iyo xagga qalbiga, laakiin waxay ku dhaartaa xagga xun ee ku saabsan xagga xun iyo xagga qalbiga. Xagga xun ee ku saabsan xagga xun iyo xagga qalbiga waxay ku dhaartaa xagga xun ee ku saabsan xagga xun iyo xagga qalbiga. Waxyaabaha photodiode ee ku saabsan xagga xun iyo xagga qalbiga waxay ku dhaartaa xagga xun ee ku saabsan xagga xun iyo xagga qalbiga. Waxyaabaha semiconductor ee ku saabsan xagga xun iyo xagga qalbiga waxay ku dhaartaa xagga xun ee ku saabsan xagga xun iyo xagga qalbiga.
Su’aalaha loo isticmaalo badan
Waa maxay isku midka xagga xun iyo xagga qalbiga diodes iyo leds?
Xukuumka ku saabsan waxa uu sameeyo xukuumka ugu sarreeya ee p-jihaadka iyo xukuumka hooseeya ee n-jihaadka, taasoo ka furaysa xukuumka dhexe iyo kaga dhacaysa xukuumka iyo qoolka. Xukuumka la xukuumay waa in lagu sameeyo xukuumka hooseeya ee p-jihaadka iyo xukuumka ugu sarreeya ee n-jihaadka, taasoo ka badbaadinaa farqiga la xukuumay iyo ka dhacaysa xukuumka caadi ah. Xukuumka ku saabsan waa xaaladda la isticmaalaayo LED-kii in ay noqdaan qoolka, halkaas oo xukuumka la xukuumay waa la isticmaalaayo farsamada photodiode iyo xukuumka la xukuumay ee isku dhafan.
Sida xukuumka ku saabsan ay uga jeeddaan heshiiska LED-kii iyo xaaladaha ay ku jiraan?
Xukuumka ku saabsan oo sax ah wuxuu ka badbaadinaa isku dhafashada qalabta ku jira oo ka dhacaysa qalabta ku jira ee qoolka, taasoo ka dhacaysa qoolka ugu yar ee photon oo la isticmaalo xukuumka la isticmaalo. Xukuumka ku saabsan oo ka badan wuxuu ka badbaadinaa qoolka celiyaha iyo ka dhacaysa heshiiska LED-kii iyo xaaladaha ay ku jiraan iyadoo la sameeyo qoolka celiyaha. Xukuumka ku saabsan oo sax ah, oo la tuuro galiyey ilmibaaris, wuxuu isku dhafanaysa qoolka oo la isticmaalo iyo xaaladaha ugu sareysa ee ay ku jiraan LED-kii iyo diode-kii.
Maxay sababta ugu muhiimsan ee isticmaalida photodiode kuwaas oo la isticmaalo xaaladaha isku dhafan?
Xaaladaha isku dhafan ee photodiode ayaa dhisaya deegaan kala duwan oo weyn oo ka badanaysa xusuuska fotonka soo noqda, taasoo ka caawinaa si loo yareeyo heerka qalafka elektronka iyo qalafka hole. Deegaanka kala duwan weyn wuxuu uga caawinaysa in foton badan u dhaqan doonaan qalafka elektronka iyo qalafka hole, taasoo ka badanaysa salka qalafka oo la xusuusin karaa. Qorshaha isku dhafan oo sax ah ee loo qoray photodiode wuxuu caawinaysa in xusuuska iyo xarashka qalafka ay noqdaan oo leh heerka ugu yar ee qalafka iyo xarashka, taasoo ka caawinaysa in la xusuusin karo guulidda guurka iyo nidaamada dhaqanka optika.
EN
