The Light-Emitting Diode (LED) MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for The Light-Emitting Diode (LED) - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

किसी अर्धचालक का बैंड अंतर (E_g) चालन बैंड और संयोजकता बैंड के बीच ऊर्जा अंतर होता है। यह प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) जैसे उपकरणों में प्रयुक्त अर्धचालकों का एक आवश्यक गुण है।

दृश्यमान LEDs के निर्माण के लिए, अर्धचालक सामग्री में एक ऐसा बैंड अंतर होना चाहिए जो इसे दृश्यमान श्रेणी में प्रकाश उत्सर्जित करने की अनुमति दे। दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम 1.65 eV (लाल प्रकाश) और 3.1 eV (बैंगनी प्रकाश) के बीच फोटॉन ऊर्जाओं से मेल खाता है। इसलिए, दृश्यमान LED निर्माण के लिए अर्धचालक के बैंड अंतर को लगभग 1.8 eV होने की आवश्यकता है, क्योंकि यह दृश्यमान स्पेक्ट्रम में तरंग दैर्ध्य से मेल खाता है।

दृश्यमान LEDs के लिए आवश्यक न्यूनतम बैंड अंतर लगभग 1.8 eV है।

दृश्यमान LEDs के निर्माण में प्रयुक्त अर्धचालकों का न्यूनतम बैंड अंतर (E_g) 1.8 eV है।

सही उत्तर विद्युत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में है। 

Key Points

• LED अर्धचालक उपकरण हैं जो विद्युत धारा प्रवाहित होने पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।
• LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश विद्युत संदीप्ति का परिणाम है, जहाँ विद्युत ऊर्जा सीधे प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
• LED अत्यधिक ऊर्जा कुशल हैं तथा पारंपरिक तापदीपक बल्बों की तुलना में इनका जीवनकाल भी अधिक होता है।
• इनका उपयोग प्रदर्शन स्क्रीन, संकेतक और सामान्य प्रकाश व्यवस्था सहित कई प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है।

व्याख्या:
LED के लिए, अग्र अभिनति में, तीव्रता वोल्टता के साथ बढ़ती है।

एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) में, जब अग्र अभिनति लागू की जाती है, तो आवेश वाहक (इलेक्ट्रॉन और होल) वोल्टता बढ़ने पर अधिक कुशलता से पुनर्संयोजन करते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है, जिससे प्रकाश उत्पन्न होता है। जैसे-जैसे अग्र वोल्टता बढ़ती है, अधिक वाहक पुनर्संयोजन में भाग लेते हैं, जिससे प्रकाश की तीव्रता बढ़ती है। इस प्रकार, LED की चमक अग्र वोल्टता के साथ बढ़ती है।

अवधारणा:

LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य की गणना करने के लिए, हम ऊर्जा और तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध का उपयोग कर सकते हैं:

\(E = \frac{hc}{\lambda }\)

गणना:

⇒\(\lambda=\frac{1240}{1.42}\) = 875 (लगभग)

∴ LED से उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य लगभग 875 nm है।

एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED): 

जैसा कि हम सभी LED से परिचित हैं, यह एक डायोड है, जो एक ऐसा उपकरण है, जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के प्रकाश और अलग-अलग रंग बनाने के लिए किया जाता है जो इसे बनाने में उपयोग किए जाने वाले पदार्थ के प्रकार पर निर्भर करता है।

LED का प्रतीकात्मक प्रतिनिधित्व इस प्रकार है:

Additional Information

PN जंक्शन डायोड​:

• एकपक्षीय उपकरण एक ऐसा उपकरण है जो केवल एक दिशा में संचालित होता है।
• p-n जंक्शन डायोड तभी संचालित होता है जब p क्षेत्र उच्च वोल्टेज से जुड़ा होता है और n क्षेत्र कम वोल्टेज से जुड़ा होता है।
• पश्च अभिनत होने पर यह एक विवृत परिपथ के रूप में कार्य करता है।
• डायोड के लिए प्रतीक दिखाया गया है:

जेनर डायोड

• जेनर डायोड सामान्य PN जंक्शन डायोड होते हैं जो पश्च अभिनत अवस्था में संचालित होते हैं।
• अग्र अभिनत अवस्था में जेनर डायोड की कार्य-प्रणाली PN जंक्शन डायोड की कार्य-प्रणाली के सामान होती है, लेकिन विशिष्टता इस तथ्य में निहित है कि यह तब भी संचालित हो सकते हैं, जब यह पश्च अभिनत में अपने थ्रेशोल्ड/विभंग वोल्टेज से ऊपर संयोजित होते हैं।
• जिनर डायोड जिन्हें अवधाव डायोड/ विभंग डायोड भी कहा जाता है, अत्यधिक अपमिश्रित P – N जंक्शन डायोड हैं 
• यह विभंग क्षेत्र में संचालित होते हैं।

जेनर डायोड का प्रतीकात्मक प्रतिनिधित्व निम्नानुसार है:

फोटो-डायोड: 

1) यह एक प्रकाश संवेदी उपकरण है जिसका उपयोग प्रकाश की तीव्रता को समझने के लिए किया जाता है

2) कुछ उदाहरण हैं स्मोक डिटेक्टर, रिमोट सिग्नल को परिवर्तित करने के लिए tv में एक अभिग्राही आदि।

फोटोडायोड का प्रतीकात्मक प्रतिनिधित्व इस प्रकार है:

विकल्प 1 सही उत्तर है अर्थात एलईडी

एलईडी प्रकाश का सबसे उत्तम स्रोत है जो ऊर्जा की निम्न मात्रा की खपत करता है।

• एलईडी प्रकाश उत्सर्जक डायोड है जिसमें से धारा प्रवाहित होने पर प्रकाश उत्सर्जित होता है। 
• यह फोटोन के रूप में ऊर्जा को निष्कर्षित करता है।  

फ़िलामेंट एक उद्दीप्त फ़िलामेंट लैंप होता है जो टंगस्टन से बना होता है। 

संकुचित फ्लोरोसेंट लैंप एक निम्न दाब वाला पारा-वाष्प गैस-निस्सरण लैंप है जो दृश्य प्रकाश का उत्पादन करने के लिए फ्लोरोसेंट का उपयोग करता है।

• यह लघु -तरंग पराबैंगनी प्रकाश उत्पन्न करता है।

सही उत्तर केवल 1 और 3 है। 

Key Points

• सीएफएल और एलईडी बल्ब के बीच अंतर:
  • सीएफएल और एलईडी बल्ब के बीच प्राथमिक अंतर यह है कि एलईडी बल्ब अधिक टिकाऊ होते हैं और लंबे जीवन होते हैं। अतः, कथन 2 गलत है।
  • सीएफएल की तुलना में एलईडी बल्ब कम बिजली की खपत करता है।
  • सीएफएल बल्ब की तुलना में एलईडी बल्ब महंगे हैं।
  • सीएफएल बल्ब की तुलना में एलईडी बल्ब बहुत अधिक कुशल होते हैं। अतः, कथन 3 सही है।
• सीएफएल बल्ब कम मात्रा में आर्गन और पारा से बने होते हैं।
  • सीएफएल में, एक विद्युत प्रवाह एक ग्लास ट्यूब के माध्यम से संचालित होता है जिसमें आर्गन और पारा वाष्प की एक छोटी मात्रा होती है। यह अदृश्य पराबैंगनी प्रकाश उत्पन्न करता है जो ट्यूब के अंदर एक फ्लोरोसेंट कोटिंग (जिसे फॉस्फर कहा जाता है) को उत्तेजित करता है, जो तब दृश्य प्रकाश का उत्सर्जन करता है।
• एलईडी का निर्माण करने के लिए मुख्य सेमीकंडक्टर सामग्री का उपयोग किया जाता है:
  • इंडियम गैलियम नाइट्राइड (आईएनजीएएन): नीला, हरा और पराबैंगनी उच्च चमक एलईडी।
  • एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (एएलजीएएलएनपी): पीला, नारंगी और लाल उच्च चमक एल ई डी।
  • एल्यूमीनियम गैलियम आर्सेनाइड (एएलजीएएएस): लाल और अवरक्त एल ई डी। अतः, कथन 1 सही है।

अवधारणा:

• एक LED एक भारी अपमिश्रित P-N जंक्शन डायोड है जो अग्र अभिनति स्थिति में सहज विकिरणों का उत्सर्जन करता है और इन विकिरणों की तरंग दैर्ध्य दृश्य स्पेक्ट्रम में तरंगदैर्ध्य के नीचे आती है।

स्पष्टीकरण:

• जब विद्युत प्रवाह LED के माध्यम से गुजरता है तो इलेक्ट्रॉनों को डायोड में मौजूद छिद्रों के साथ पुन: संयोजित किया जाता है और इसलिए LED प्रकाश का उत्सर्जन करता है।
• उत्सर्जित प्रकाश की मात्रा अपमिश्रण की दर पर निर्भर करेगी, डायोड धारा के प्रवाह को केवल तभी अनुमति देता है जब वह अग्र अभिनति हो
• इसलिए, LED को अग्र अभिनति और भारी अपमिश्रित किया जाना चाहिए
• इसलिए, विकल्प 2 उत्तर है।

Additional Information

• अन्य विद्युत प्रकाश उपकरणों की तुलना में लंबा जीवन
• एकवर्णी प्रकाश का उत्सर्जन करता है
• पर्यावरण के अनुकूल

अवधारणा:

•  फोटोडायोड: एक फोटोडायोड एक p -n संधि है जो एक प्रकाश-संवेदी अर्धचालक से निर्मित होता है और इसमे एक पारदर्शी खिड़की होती है जिस से की प्रकाश इस संधि पर गिर सके ।
•  यह इस प्रकार दर्शाया जाता है-

व्याख्या:

• उपरोक्त आरेख से, यह देखा जा सकता है कि प्रकाश को सम्पूर्ण P और N क्षेत्र पर गिरने के लिए केंद्रित किया जाता है। इसलिए विकल्प 4 सही है।
• फोटोडायोड आम तौर पर पश्च अभिनत स्थिति में संचालित होता है।
• The light when focused on the junction creates electron-hole pairs that result in the flow of electrons.

अवधारणा: 

प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED)	P-N जंक्शन डायोड
जिस उपकरण का उपयोग प्रकाश की विभिन्न तीव्रता और अलग-अलग रंग बनाने के लिए किया जाता है, उसे बनाने में उपयोग किए जाने वाले पदार्थ के प्रकारों के आधार पर इसे LED कहा जाता है।	P और N- प्रकार के डोपिंग के अर्धचालकों को संयुक्त किया जाता है ऐसे उपकरणों को p-n जंक्शन डायोड कहा जाता है लेकिन जीनर डायोड के विपरीत,इस प्रकार के डायोड पश्च अभिनति में कार्य नहीं करते है।
यह केवल अग्र अभिनति में काम कर सकता है।	यह केवल अग्र अभिनति में काम कर सकता है।

व्याख्या:

• जब एक LED पश्च अभिनति में है, तो मुक्त इलेक्ट्रॉनों (बहुसंख्य वाहक) n-छोर से और होल (बहुसंख्य वाहक) p-छोर से जंक्शन से दूर चले जाएंगे ।
• इसके कारण, अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई बढ़ जाती है, और आवेश वाहकों का कोई पुनर्संयोजन नहीं होता है और इसलिए LED प्रकाश उत्सर्जित नहीं करेगा।
• यही कारण है कि LED केवल अग्र अभिनति में काम कर सकते हैं । इसलिए विकल्प 1 सही है।

अतिरिक्त बिन्दु:

अग्र अभिनति और पश्च अभिनति

अग्र अभिनति	पश्च अभिनति
अग्र अभिनति का अर्थ है कि धनात्मक क्षेत्र, आपूर्ति के p-टर्मिनल से जुड़ा हुआ है और ऋणात्मक क्षेत्र, आपूर्ति के n-टर्मिनल से जुड़ा होता है।	पश्च अभिनति में, ऋणात्मक क्षेत्र बैटरी के धनात्मक टर्मिनल से जुड़ा होता है, और धनात्मक क्षेत्र, ऋण टर्मिनल से जुड़ा हुआ है।
अग्र अभिनति में वोल्टेज PN-जंक्शन डायोड के अनुरूप लागू किया जाता है।	यह एक उच्च प्रतिरोधी पथ बनाता है जिसमें कोई धारा परिपथ के माध्यम से नहीं बहती है।
अग्र अभिनति में धारा का परिमाण आमतौर पर मिलीएंपीयर (mA) में होती है।	पश्च अभिनति में धारा का परिमाण आमतौर पर माइक्रोएम्पीयर (μA) में होता है।

एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED): 

जैसा कि हम सभी LED से परिचित हैं, यह एक डायोड है, जो एक ऐसा उपकरण है, जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के प्रकाश और अलग-अलग रंग बनाने के लिए किया जाता है जो इसे बनाने में उपयोग किए जाने वाले पदार्थ के प्रकार पर निर्भर करता है।

LED का प्रतीकात्मक प्रतिनिधित्व इस प्रकार है:

Additional Information

PN जंक्शन डायोड​:

• एकपक्षीय उपकरण एक ऐसा उपकरण है जो केवल एक दिशा में संचालित होता है।
• p-n जंक्शन डायोड तभी संचालित होता है जब p क्षेत्र उच्च वोल्टेज से जुड़ा होता है और n क्षेत्र कम वोल्टेज से जुड़ा होता है।
• पश्च अभिनत होने पर यह एक विवृत परिपथ के रूप में कार्य करता है।
• डायोड के लिए प्रतीक दिखाया गया है:

जेनर डायोड

• जेनर डायोड सामान्य PN जंक्शन डायोड होते हैं जो पश्च अभिनत अवस्था में संचालित होते हैं।
• अग्र अभिनत अवस्था में जेनर डायोड की कार्य-प्रणाली PN जंक्शन डायोड की कार्य-प्रणाली के सामान होती है, लेकिन विशिष्टता इस तथ्य में निहित है कि यह तब भी संचालित हो सकते हैं, जब यह पश्च अभिनत में अपने थ्रेशोल्ड/विभंग वोल्टेज से ऊपर संयोजित होते हैं।
• जिनर डायोड जिन्हें अवधाव डायोड/ विभंग डायोड भी कहा जाता है, अत्यधिक अपमिश्रित P – N जंक्शन डायोड हैं 
• यह विभंग क्षेत्र में संचालित होते हैं।

जेनर डायोड का प्रतीकात्मक प्रतिनिधित्व निम्नानुसार है:

फोटो-डायोड: 

1) यह एक प्रकाश संवेदी उपकरण है जिसका उपयोग प्रकाश की तीव्रता को समझने के लिए किया जाता है

2) कुछ उदाहरण हैं स्मोक डिटेक्टर, रिमोट सिग्नल को परिवर्तित करने के लिए tv में एक अभिग्राही आदि।

फोटोडायोड का प्रतीकात्मक प्रतिनिधित्व इस प्रकार है:

सही उत्‍तर विद्युत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में है।

Key Points

• LED (प्रकाश उत्सर्जक डायोड)
  • LED (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) एक PN जंक्शन उपकरण है जो प्रकाश का उत्सर्जन करता है जब एक धारा आगे की दिशा में गुजरती है, अर्थात् जब LED अग्र अभिनती (बायस) होती है, तो यह प्रकाश का उत्सर्जन करती है।
  • एक LED में, यह ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय विकिरण के दृश्य क्षेत्र में होती है, और जारी किए गए फोटॉन को प्रकाश के रूप में माना जाता है।
  • पश्च अभिनती (बायस) मोड में, यह एक सामान्य डायोड की तरह कार्य करता है और प्रकाश का उत्सर्जन नहीं करता है।
  • यह एक ध्रुवण अर्धचालक यंत्र है जो वोल्टेज लागू होने पर प्रकाश का उत्सर्जन करता है अर्थात् यह विद्युत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित करता है। अत:, विकल्प 2 सही है।
  • जब प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) अग्र अभिनती (बायस) होता है, तो N-साइड से मुक्त इलेक्ट्रॉनों और P-साइड के छिद्रों को संयोजन की ओर धकेल दिया जाता है।
  • प्रकाश उत्सर्जक डायोड अग्र अभिनती (बायस) होने पर या तो दृश्यमान प्रकाश या अदृश्य अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।
  • अदृश्य अवरक्त प्रकाश का उत्सर्जन करने वाली LED का उपयोग रिमोट कंट्रोल के लिए किया जाता है।
  • LED जो लाल, पीली, नारंगी, हरी और नीली रोशनी का उत्सर्जन कर सकती हैं, व्यावसायिक उपयोग के लिए उपलब्ध हैं।

अवधारणा:

प्रकाश उत्सर्जक डायोड:

• यह एक भारी अपमिश्रित p-n जंक्शन है जो अग्र अभिनति के अधीन सहज विकिरण उत्सर्जित करता है। डायोड को पारदर्शी आवरण से ढक दिया जाता है ताकि उत्सर्जित प्रकाश बाहर आ सके।
• जब डायोड अग्र अभिनति में होता है, तो इलेक्ट्रॉनों को n से p (जहाँ वे अल्पसंख्यक वाहक होते हैं) में भेजे जाते हैं और p से n (जहाँ वे अल्पसंख्यक वाहक होते हैं) को होल भेजे जाते हैं।
• जंक्शन सीमा पर, संतुलन सांद्रता की तुलना में अल्पसंख्यक वाहकों की सांद्रता बढ़ जाती है (अर्थात, जब कोई अभिनति नहीं होती है)।
• इस प्रकार जंक्शन के दोनों ओर जंक्शन सीमा पर, अतिरिक्त अल्पसंख्यक वाहक होते हैं जो जंक्शन के पास बहुसंख्यक वाहक के साथ पुनर्संयोजन करते हैं।
• पुनर्संयोजन पर, ऊर्जा फोटॉन के रूप में निकलती है। बैंड अंतर के बराबर या उससे थोड़ा कम ऊर्जा वाले फोटॉन उत्सर्जित होते हैं।
• जब डायोड की अग्र धारा छोटी होती है, तो उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता कम होती है।
• जैसे-जैसे आगे की धारा बढ़ती है, प्रकाश की तीव्रता बढ़ती जाती है और अधिकतम तक पहुँच जाती है। इसके अलावा, अग्र धारा में वृद्धि से प्रकाश की तीव्रता में कमी आती है।
• LED इस प्रकार अभिनत हैं कि प्रकाश उत्सर्जक दक्षता अधिकतम होती है।
• एक LED की V-I विशेषताएँ Si जंक्शन डायोड के समान होती हैं।
• लेकिन दहलीज़ वोल्टेज प्रत्येक रंग के लिए बहुत अधिक और थोड़ा भिन्न होता है।
• LED का पश्च भंजन वोल्टेज बहुत कम हैं, आमतौर पर लगभग 5V
• इसलिए इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि उनके अनुरूप उच्च पश्च वोल्टेज उत्पन्न न हो ।
• LED लाल, पीले, नारंगी, हरे और नीले प्रकाश का उत्सर्जन कर सकते हैं जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं।
• दृश्यमान LED के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले अर्धचालक में कम से कम 1.8 eV का बैंड अंतर होना चाहिए (दृश्य प्रकाश की वर्णक्रमीय सीमा लगभग 0.4 μm से 0.7 μm तक है, अर्थात लगभग 3 eV से 1.8 eV तक)।
• मिश्रित अर्धचालक गैलियम आर्सेनाइड - फॉस्फाइड का उपयोग विभिन्न रंगों के LED बनाने के लिए किया जाता है।
• गैलियम आर्सेनाइड का उपयोग अवरक्त LED बनाने के लिए किया जाता है।

व्याख्या:

• हम जानते हैं कि LED लाल, पीले , नारंगी, हरे और नीले प्रकाश का उत्सर्जन कर सकती हैं जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं। अत: विकल्प 4 सही है।

अवधारणा:

प्रकाश उत्सर्जक डायोड:

• यह एक भारी अपमिश्रित p-n जंक्शन है जो अग्र अभिनति के अधीन सहज विकिरण उत्सर्जित करता है। डायोड को पारदर्शी आवरण से ढक दिया जाता है ताकि उत्सर्जित प्रकाश बाहर आ सके।
• जब डायोड अग्र अभिनति में होता है, तो इलेक्ट्रॉनों को n से p (जहाँ वे अल्पसंख्यक वाहक होते हैं) में भेजे जाते हैं और p से n (जहाँ वे अल्पसंख्यक वाहक होते हैं) को होल भेजे जाते हैं।
• जंक्शन सीमा पर, संतुलन सांद्रता की तुलना में अल्पसंख्यक वाहकों की सांद्रता बढ़ जाती है (अर्थात, जब कोई अभिनति नहीं होती है)।
• इस प्रकार जंक्शन के दोनों ओर जंक्शन सीमा पर, अतिरिक्त अल्पसंख्यक वाहक होते हैं जो जंक्शन के पास बहुसंख्यक वाहक के साथ पुनर्संयोजन करते हैं।
• पुनर्संयोजन पर, ऊर्जा फोटॉन के रूप में निकलती है। बैंड अंतर के बराबर या उससे थोड़ा कम ऊर्जा वाले फोटॉन उत्सर्जित होते हैं।
• जब डायोड की अग्र धारा छोटी होती है, तो उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता कम होती है।
• जैसे-जैसे आगे की धारा बढ़ती है, प्रकाश की तीव्रता बढ़ती जाती है और अधिकतम तक पहुँच जाती है। इसके अलावा, अग्र धारा में वृद्धि से प्रकाश की तीव्रता में कमी आती है।
• LED इस प्रकार अभिनत हैं कि प्रकाश उत्सर्जक दक्षता अधिकतम होती है।
• एक LED की V-I विशेषताएँ Si जंक्शन डायोड के समान होती हैं।
• लेकिन दहलीज़ वोल्टेज प्रत्येक रंग के लिए बहुत अधिक और थोड़ा भिन्न होता है।
• LED का पश्च भंजन वोल्टेज बहुत कम हैं, आमतौर पर लगभग 5V
• इसलिए इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि उनके अनुरूप उच्च पश्च वोल्टेज उत्पन्न न हो ।
• LED लाल, पीले, नारंगी, हरे और नीले प्रकाश का उत्सर्जन कर सकते हैं जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं।
• दृश्यमान LED के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले अर्धचालक में कम से कम 1.8 eV का बैंड अंतर होना चाहिए (दृश्य प्रकाश की वर्णक्रमीय सीमा लगभग 0.4 μm से 0.7 μm तक है, अर्थात लगभग 3 eV से 1.8 eV तक)।
• मिश्रित अर्धचालक गैलियम आर्सेनाइड - फॉस्फाइड का उपयोग विभिन्न रंगों के LED बनाने के लिए किया जाता है।
• गैलियम आर्सेनाइड का उपयोग अवरक्त LED बनाने के लिए किया जाता है।

व्याख्या:

• हम जानते हैं कि दृश्यमान LED के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले अर्धचालक में कम से कम 1.8 eV का बैंड अंतर होना चाहिए (दृश्य प्रकाश की वर्णक्रमीय सीमा लगभग 0.4 μm से 0.7 μm तक है, अर्थात लगभग 3 eV से 1.8 eV तक)। अत: विकल्प 3 सही है।

अवधारणा:

प्रकाश उत्सर्जक डायोड:

• यह एक भारी अपमिश्रित p-n जंक्शन है जो अग्र अभिनति के अधीन सहज विकिरण उत्सर्जित करता है। डायोड को पारदर्शी आवरण से ढक दिया जाता है ताकि उत्सर्जित प्रकाश बाहर आ सके।
• जब डायोड अग्र अभिनति में होता है, तो इलेक्ट्रॉनों को n से p (जहाँ वे अल्पसंख्यक वाहक होते हैं) में भेजे जाते हैं और p से n (जहाँ वे अल्पसंख्यक वाहक होते हैं) को होल भेजे जाते हैं।
• जंक्शन सीमा पर, संतुलन सांद्रता की तुलना में अल्पसंख्यक वाहकों की सांद्रता बढ़ जाती है (अर्थात, जब कोई अभिनति नहीं होती है)।
• इस प्रकार जंक्शन के दोनों ओर जंक्शन सीमा पर, अतिरिक्त अल्पसंख्यक वाहक होते हैं जो जंक्शन के पास बहुसंख्यक वाहक के साथ पुनर्संयोजन करते हैं।
• पुनर्संयोजन पर, ऊर्जा फोटॉन के रूप में निकलती है। बैंड अंतर के बराबर या उससे थोड़ा कम ऊर्जा वाले फोटॉन उत्सर्जित होते हैं।
• जब डायोड की अग्र धारा छोटी होती है, तो उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता कम होती है।
• जैसे-जैसे आगे की धारा बढ़ती है, प्रकाश की तीव्रता बढ़ती जाती है और अधिकतम तक पहुँच जाती है। इसके अलावा, अग्र धारा में वृद्धि से प्रकाश की तीव्रता में कमी आती है।

व्याख्या:

• LED इस प्रकार अभिनत हैं कि प्रकाश उत्सर्जक दक्षता अधिकतम होती है।
• एक LED की V-I विशेषताएँ Si जंक्शन डायोड के समान होती हैं।
• लेकिन दहलीज़ वोल्टेज प्रत्येक रंग के लिए बहुत अधिक और थोड़ा भिन्न होता है।
• LED का पश्च भंजन वोल्टेज बहुत कम हैं, आमतौर पर लगभग 5V
• इसलिए इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि उनके अनुरूप उच्च पश्च वोल्टेज उत्पन्न न हो ।
• LED लाल, पीले, नारंगी, हरे और नीले प्रकाश का उत्सर्जन कर सकते हैं जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं।
• दृश्यमान LED के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले अर्धचालक में कम से कम 1.8 eV का बैंड अंतर होना चाहिए (दृश्य प्रकाश की वर्णक्रमीय सीमा लगभग 0.4 μm से 0.7 μm तक है, अर्थात लगभग 3 eV से 1.8 eV तक)।
• मिश्रित अर्धचालक गैलियम आर्सेनाइड - फॉस्फाइड का उपयोग विभिन्न रंगों के LED बनाने के लिए किया जाता है।
• गैलियम आर्सेनाइड का उपयोग अवरक्त LED बनाने के लिए किया जाता है। इसलिए विकल्प 2 सही है।