एलईडी एक अरैखिक उपकरण क्यों है?

1, एलईडी का मूल कार्य सिद्धांत
एलईडी (लाइट एमिटिंग डायोड), जिसे प्रकाश उत्सर्जक डायोड के रूप में भी जाना जाता है, एक ठोस अवस्था वाला अर्धचालक उपकरण है। इसका कार्य सिद्धांत अर्धचालक पदार्थों की पीएन जंक्शन विशेषताओं पर आधारित है। जब एलईडी के दोनों सिरों पर आगे वोल्टेज लगाया जाता है, तो पी क्षेत्र में छेद (धनात्मक आवेश) और एन क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन (ऋणात्मक आवेश) विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत एक दूसरे की ओर बढ़ेंगे। जब दोनों पीएन जंक्शन पर मिलते हैं, तो इलेक्ट्रॉन छिद्रों को भर देंगे और ऊर्जा जारी करेंगे, जो फोटॉन के रूप में उत्सर्जित होती है, इस प्रकार विद्युत ऊर्जा का प्रकाश ऊर्जा में रूपांतरण प्राप्त होता है।
2, एलईडी की विद्युत विशेषताएँ
वर्तमान वोल्टेज संबंध गैर-रैखिक है: एलईडी का वर्तमान वोल्टेज (IV) संबंध स्पष्ट गैर-रैखिक विशेषताओं को प्रदर्शित करता है। जब आगे का वोल्टेज कम होता है, तो एलईडी लगभग गैर-चालक होता है और करंट लगभग शून्य होता है, जिसका अर्थ है कि एक तथाकथित "कट-ऑफ ज़ोन" है। जब वोल्टेज धीरे-धीरे बढ़ता है और एक निश्चित सीमा (आमतौर पर "ऑन वोल्टेज" या "थ्रेशोल्ड वोल्टेज" के रूप में संदर्भित) से अधिक हो जाता है, तो एलईडी का संचालन शुरू हो जाता है और करंट तेजी से बढ़ता है। करंट और वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध एलईडी को प्रतिरोधकों और कैपेसिटर जैसे रैखिक घटकों से मौलिक रूप से अलग बनाता है।
वोल्टेज करंट विशेषता वक्र: एलईडी का वोल्टेज करंट विशेषता वक्र (IV वक्र) इसकी गैर-रैखिक विशेषताओं को और अधिक प्रकट करता है। आगे के वोल्टेज क्षेत्र में, वोल्टेज की वृद्धि के साथ एलईडी का करंट तेजी से बढ़ता है, लेकिन यह गैर-रैखिक रूप से नहीं बढ़ता है; रिवर्स वोल्टेज क्षेत्र में, एलईडी का करंट लगभग शून्य होता है, जो रिवर्स कटऑफ विशेषताओं की उपस्थिति को दर्शाता है। यह असममित वोल्ट एम्पीयर विशेषता वक्र भी एलईडी की गैर-रैखिक विशेषताओं का एक महत्वपूर्ण प्रकटीकरण है।
3, एलईडी और रैखिक उपकरणों के बीच तुलना
प्रतिरोध: प्रतिरोध सर्किट में एक सामान्य रैखिक घटक है, और ओम के नियम के अनुसार इसके करंट और वोल्टेज में रैखिक संबंध होता है। प्रतिरोधक का प्रतिरोध मान करंट या वोल्टेज में परिवर्तन के साथ नहीं बदलता है, इसलिए इसमें स्थिर रैखिक विशेषताएँ होती हैं। इसके विपरीत, एलईडी का करंट वोल्टेज संबंध महत्वपूर्ण गैर-रैखिक विशेषताएँ प्रदर्शित करता है।
कैपेसिटर और इंडक्टर: कैपेसिटर और इंडक्टर सर्किट में सामान्य ऊर्जा भंडारण घटक हैं, जिनमें क्रमशः चार्ज और चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा को संग्रहीत करने की क्षमता होती है। हालाँकि कैपेसिटर और इंडक्टर के बीच वर्तमान वोल्टेज संबंध कुछ विशिष्ट स्थितियों के तहत गैर-रैखिक विशेषताओं को प्रदर्शित कर सकता है, जैसे कि उच्च वोल्टेज या उच्च आवृत्ति स्थितियों के तहत कैपेसिटर का टूटना, और संतृप्त स्थितियों के तहत इंडक्टर की गैर-रैखिकता, फिर भी उन्हें सामान्य रूप से रैखिक तत्व माना जाता है। एलईडी, अपनी अनूठी अर्धचालक सामग्री और संरचना के कारण, हमेशा गैर-रैखिक विद्युत विशेषताओं को प्रदर्शित करता है।
4, एलईडी की गैर-रैखिक विशेषताओं का अनुप्रयोग
एलईडी की गैर-रेखीय विशेषताओं में प्रकाश व्यवस्था, प्रदर्शन, संचार और अन्य क्षेत्रों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। उदाहरण के लिए, प्रकाश व्यवस्था के क्षेत्र में, एलईडी की गैर-रेखीय विशेषताएं उन्हें कम वोल्टेज पर संचालित करने में सक्षम बनाती हैं, जिससे ऊर्जा संरक्षण और पर्यावरण संरक्षण प्राप्त होता है; प्रदर्शन के क्षेत्र में, एलईडी की गैर-रेखीय विशेषताएं इसे उच्च चमक और उच्च शुद्धता वाले मोनोक्रोमैटिक प्रकाश का उत्सर्जन करने में सक्षम बनाती हैं, जिससे उच्च गुणवत्ता वाले प्रदर्शन प्रभाव प्राप्त होते हैं; संचार के क्षेत्र में, एलईडी की गैर-रेखीय विशेषताएं उन्हें ऑप्टिकल संचार के लिए ट्रांसमीटर या रिसीवर के रूप में काम करने में सक्षम बनाती हैं, जिससे उच्च गति और कुशल डेटा ट्रांसमिशन प्राप्त होता है।