ការយល់ដឹងអំពីឥរិយាបថរបស់ ឌីយ៉ូត និង LED តម្រូវឱ្យមានចំណេះដឹងអំពីរបៀបដែលលក្ខខណ្ឌប៉ះទង្គិលអគ្គិសនីប៉ះពាល់ដល់ប្រតិបត្តិការរបស់វា។ ស្ថានភាពប៉ះទង្គិលទៅមុខ និងស្ថានភាពប៉ះទង្គិលឆ្លាស់គឺជាគោលគំនិតមូលដ្ឋានដែលកំណត់ថា តើឧបករណ៍បញ្ចេញពន្លឺអាល់សេមីកុងឌុកទាំងនេះ ធ្វើការបញ្ជូនចរន្តអគ្គិសនី បញ្ចេញពន្លឺ ឬរារាំងចរន្តអគ្គិសនី។ ទំនាក់ទំនងរវាងវ៉ុលដែលបានអនុវត្ត និងឥរិយាបថរបស់ឧបករណ៍ គឺជារឿងសំខាន់ណាស់សម្រាប់អ្នកណាម្នាក់ដែលរចនារប៉ារ៉ាម៉ែត្រ ជ្រើសរើសគ្រឿងផ្សំ ឬកែសម្រួលប្រព័ន្ធអគ្គិសនី។ អត្ថបទនេះសិក្សាអំពីរបៀបដែលលក្ខខណ្ឌប៉ះទង្គិលទាំងនេះប៉ះពាល់ដល់មុខងារឌីយ៉ូត ការបញ្ចេញពន្លឺ និងសមត្ថភាពសរុបរបស់ប្រព័ន្ធ។
រូបវិទ្យានៃការប៉ះទង្គិលទៅមុខ និងការប៉ះទង្គិលត្រឡប់ ដំណើរការនៅតាមចំណុចប្រទាស់រវាងសម្ភារៈអាលេកទ្វេ នៅក្នុងឌីយ៉ូត និងឧបករណ៍ផ្ទះផ្សាយពន្លឺ។ នៅពេលដែលវ៉ុលតេស្យូស្ប៉ាយទិសវិជ្ជមានត្រូវបានអនុវត្តទៅលើភាគខាង p ហើយវ៉ុលតេស្យូស្ប៉ាយទិសអវិជ្ជមានត្រូវបានអនុវត្តទៅលើភាគខាង n នោះការប៉ះទង្គិលទៅមុខកើតឡើង ដែលអនុញ្ញាតឱ្យចរន្តឆ្លងកាត់ ហើយធ្វើឱ្យលក្ខណៈសម្បត្តិប្រសិទ្ធភាព និងសម្ថានៈប្រតិបត្តិការរបស់ LED ក្លាយជាការច្បាស់លាស់។ ផ្ទុយទៅវិញ ការប៉ះទង្គិលត្រឡប់គឺអនុវត្តវ៉ុលតេស្យូស្ប៉ាយទិសអវិជ្ជមានទៅលើភាគខាង p ហើយវ៉ុលតេស្យូស្ប៉ាយទិសវិជ្ជមានទៅលើភាគខាង n ដែលប៉ះពាល់ដល់ការឆ្លងកាត់នៃចរន្ត ហើយបង្កើតបរិវេណប៉ះទង្គិល។ ការយល់ដឹងអំពីយន្តការទាំងនេះជួយឱ្យបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃឧបករណ៍ផ្ទះផ្សាយពន្លឺអាលេកទ្វេសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ជាក់លាក់ និងបង្កើនភាពអាចទុកចិត្តបានអតិបរមានៅក្នុងសៀគ្វី។
យន្តការប៉ះទង្គិលទៅមុខ និងការឆ្លងកាត់នៃចរន្ត
របៀបដែលការប៉ះទង្គិលទៅមុខអនុញ្ញាតឱ្យមានការប្រព្រិត្ត
ការប៉ះទង្គិចទៅមុខនៅក្នុងឌាយអូត និង LED កើតឡើងនៅពេលវ៉ុលតេសដែលអនុវត្តបានបន្ថយរបាំងសក្តានុពលនៅចំណុចប្រទាស់។ ផ្នែកវិជ្ជមានត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងសម្ភារៈប្រភេទ-p ហើយផ្នែកអវិជ្ជមានត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងសម្ភារៈប្រភេទ-n ដែលបង្កើតបរិយាកាសដែលអេឡិចត្រូន និងរន្ធ ធ្វើចលនាទៅរកចំណុចប្រទាស់ ហើយរួមបញ្ចូលគ្នា។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានេះបោះចេញនូវថាមពលក្រោមទម្រង់កំដៅ ឬពន្លឺ អាស្រ័យលើប្រភេទសម្ភារៈអេឡិចត្រូនិក និងប្រភេទឧបករណ៍។ ចំពោះឧបករណ៍ប៉ះពាល់ពន្លឺដែលផលិតពន្លឺពីសម្ភារៈអេឡិចត្រូនិក ការបោះចេញថាមពលនេះបង្ហាញជាពន្លឺដែលមើលឃើញ ដែលធ្វើឱ្យការប៉ះទង្គិចទៅមុខក្លាយជាស្ថានភាពដែលប្រើប្រាស់សម្រាប់ LED និងប្រភពពន្លឺផ្សេងៗទៀត។
ការប៉ះពាល់ពន្លឺ និងការបោះចេញថាមពល
នៅពេលអេឡិចត្រូន និងហ៊ូល (holes) បានរួមគ្នាក្នុងតំបន់ចំណុចប្រទប់ (junction) ពួកវាបែកបាក់ទៅកាន់ស្ថានភាពថាមពលទាបជាង ហើយបញ្ចេញផូតុន។ ប្រវែងរលក និងពណ៌នៃពន្លឺដែលបានបញ្ចេញ អាស្រ័យលើថាមពលរបស់គ្រាប់ប៉ែត (band gap energy) នៃសំណាកអេឡិចត្រូនិក និងសមាសធាតុរបស់វា។ សមាសធាតុផ្សេងៗគ្នាអាចផលិតពន្លឺពណ៌ផ្សេងៗគ្នា៖ ហ្គាឡេញអាសេន៉ីត (gallium arsenide) ផលិតពន្លឺអ៊ីនហ្វ្រាក្រហ្វេ (infrared) ហ្គាឡេញនីត្រីត (gallium nitride) ផលិតពន្លឺខៀវ និងអ៊ុលត្រាវាជីត (ultraviolet) ហើយអាល៊ូមីញ៉ូម ឥណ្ឌាញ៉ូម ផូស្វ័រាយដ៍ (aluminum indium phosphide) ផលិតពន្លឺក្រហម និងពណ៌មាស (amber)។ ប្រសិទ្ធភាព និងសមត្ថភាពរបស់ LED នៅក្នុងឧបករណ៍បញ្ចេញពន្លឺអេឡិចត្រូនិកទាំងនេះ កើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង នៅពេលដែលវ៉ុលតេស៍បញ្ជូនមុខ (forward bias voltage) ត្រូវបានកំណត់ឱ្យបានត្រឹមត្រូវសម្រាប់សមាសធាតុជាក់លាក់មួយ ដើម្បីធានាបាននូវការបញ្ចេញផូតុនអតិបរមា ធៀបទៅនឹងចរន្តបញ្ជូនចូល។
វ៉ុលតេស៍បញ្ជូនថយ និងលក្ខណៈរារាំង
ការអនុវត្តវ៉ុលតេស៍បញ្ជូនថយ
ការប៉ះទង្គិចត្រឡប់បង្កើតស្ថានភាពដែលរារាំងសក្តានុពលនៅចំណុចប៉ះទង្គិចឌាយអូត កើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ វ៉ុលតេស្យូអាប់សូឡុតអាកាស ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងផ្នែក p ហើយវ៉ុលតេស្យូវិជ្ជមានត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងផ្នែក n ដែលធ្វើឱ្យអេឡិចត្រូន និងរ៉ូប៉ូត ឆ្លាត់ចេញពីចំណុចប៉ះទង្គិច ហើយធ្វើឱ្យតំបន់ប៉ះទង្គិចធំឡើង។ ការរៀបចំនេះប៉ះពាល់ដល់ការហូរចរន្តធម្មតាតាមរយៈឌាយអូត និង LED ធម្មតា ហើយធ្វើឱ្យឧបករណ៍មានសក្តានុពលដូចជាអាយសូឡេទ័រ។ ស្ថានភាពប៉ះទង្គិចត្រឡប់គឺសំខាន់ណាស់សម្រាប់ការប្រើប្រាស់ឌាយអូតថ្លើង ដែលឌាយអូត និង LED ដែលត្រូវបានរៀបចំជាអាយស៊ីសេនសើរ ត្រូវបានប៉ះទង្គិចត្រឡប់ជាបន្តបន្ទាប់ ដើម្បីស្វែងរកផូតុនដែលចូលមក និងបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីដែលអាចវាស់បាន។
ការប៉ះទង្គិច និងប្រតិបត្តិការ Zener
នៅពេលវ៉ុលតេស្យូបញ្ច្រាសខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ វាលអគ្គិសនីក្លាយជាកម្លាំងគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបណ្តាលឱ្យមានការអ៊ីយ៉ូនីហេតុដោយការប៉ះទង្គិល ដែលអំពើចំណុចអគ្គិសនីទទួលបានថាមពលគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីប៉ះទង្គិលចំណុចអគ្គិសនីបន្ថែម ហើយបង្កើតបានជាប្រតិបត្តិការរីករាយ។ ដំណាំនេះអាចប៉ះពាល់ដល់ឌាយអូតធម្មតា ប៉ុន្តែវាត្រូវបានរចនាឡើងដោយចេតនាក្នុងឌាយអូតសេន័រ ដើម្បីផ្តល់នូវការគ្រប់គ្រងវ៉ុលតេស្យូ។ ការប្រើប្រាស់ឌាយអូតផូតូ ប្រើប្រាស់វ៉ុលតេស្យូបញ្ច្រាស ដើម្បីបង្កើតតំបន់ប៉ះពាល់ធំ ដែលបង្កើនបរិមាណការស្វែងរកពន្លឺ និងកែលម្អភាពរហ័សចំពោះផូតូនដែលចូលមក។ ការយល់ដឹងអំពីវ៉ុលតេស្យូប៉ះពាល់ និងការវាយតម្លៃ គឺចាំបាច់ណាស់ ដើម្បីការពារបណ្តាញ និងការការពារឧបករណ៍ប៉ះពាល់ពន្លឺ និងឌាយអូតផូតូ។
ផលប៉ះពាល់ជាក់ស្តែងលើប្រសិទ្ធភាព និងការជ្រើសរើស
ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាព LED
ប្រសិទ្ធភាព និងសមត្ថភាពរបស់ប្រភពពន្លឺដែលប្រើ LED អាស្រ័យយ៉ាងខ្លាំងលើការប៉ះប្រឆាំងជាមួយវ៉ុលតេស៍ចូល (forward bias) ដែលបានប៉ះប្រឆាំងឱ្យបានត្រឹមត្រូវក្នុងដែនកំណត់ដែលអាចទទួលយកបាន។ ការប្រើវ៉ុលតេស៍ចូលខ្ពស់ពេកនឹងបណ្តាលឱ្យកើនកំដៅ ហើយបន្ថយចំនួនផូតុនដែលបញ្ចេញចេញក្នុងមួយឯកតានៃចរន្តចូល ដែលធ្វើឱ្យអាយុកាលឧបករណ៍ខ្លី និងបន្ថយប្រសិទ្ធភាពសរុប។ ការកំណត់ចរន្តឱ្យបានត្រឹមត្រូវតាមរយៈរ៊េស៊ីស្ទ័រ ឬប្រភពចរន្ត អាចរក្សាបាននូវវ៉ុលតេស៍ចូលឱ្យនៅក្នុងជួរប៉ះប្រឆាំងដែលល្អបំផុត ដែលពន្លឺដែលបញ្ចេញចេញនៅតែខ្ពស់ ហើយការតានតឹងដែលបណ្តាលមកពីកំដៅនៅតែអាចគ្រប់គ្រងបាន។ ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកដែលបញ្ចេញពន្លឺដោយគុណភាពខ្ពស់ ត្រូវបានវាយតម្លៃសម្រាប់ការប្រើប្រាស់វ៉ុលតេស៍ចូល និងចរន្តចូលជាក់លាក់ ដែលអាចបង្កើនប្រសិទ្ធភាព និងសមត្ថភាពរបស់ LED បានច្រើនបំផុត ដោយធានាបាននូវអាយុកាលប្រើប្រាស់វែង នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង។
ការពិចារណាលើសេនសើរផូតូឌាយអូត
ការអនុវត្តផូតូឌាយអូដទាមទារឱ្យគ្រប់គ្រងការប៉ះពាល់ច្រាស់ដោយប្រុងប្រយ័ត្ន ដើម្បីសម្រេចបាននូវសមតុល្យដែលចង់បានរវាងភាពរហ័ស និងលក្ខណៈរំខាន។ វ៉ុលតេសច្រាស់ខ្ពស់ជាងនឹងធ្វើឱ្យទទួលបានទទឹងនៃតំបន់ប៉ះពាល់ច្រាស់ធំជាង ហើយក៏ប៉ះពាល់លើប្រសិទ្ធភាពការប្រមូលបន្ទុកផងដែរ ប៉ុន្តែវាក៏បង្កឱ្យមានចរន្តងងឹត និងសំឡេងកំដៅកើនឡើងផងដែរ។ សមត្ថភាពល្អបំផុតរបស់ផូតូឌាយអូដកើតឡើងនៅពេលវ៉ុលតេសច្រាស់ដែលអ្នកផលិតបានបញ្ជាក់ជាក់លាក់សម្រាប់ការងារស្វែងរកពន្លឺជាក់លាក់។ ឧបករណ៍ផលិតពន្លឺក្នុងសារធាតុកាប់ ដែលត្រូវបានរចនាជាអាយធីស៊ើរ ត្រូវបានប៉ះពាល់ឱ្យបានត្រឹមត្រូវក្នុងដំណាំរចនារបស់វា ដើម្បីផ្តល់ការអនុវត្តផូតូឌាយអូដដែលមានភាពត្រឹមត្រូវក្នុងការវាស់ពន្លឺ ការទំនាក់ទំនងប៉ុស្តិ៍ និងប្រព័ន្ធបង្ហាញរូបភាព។
សំណួរញឹកញាប់
តើមានភាពខុសគ្នាអ្វីខ្លះរវាងការប៉ះពាល់ទៅមុខ និងការប៉ះពាល់ច្រាស់នៅក្នុងឌាយអូដ និង LED?
ការប៉ះទង្គិចទៅមុខ អនុវត្តវ៉ុល្ដេស្យេជាអវិជ្ជមានទៅលើផ្នែក n និងវ៉ុល្ដេស្យេជាវិជ្ជមានទៅលើផ្នែក p ដែលធ្វើឱ្យរាងកាយនៃរបារប៉ះទង្គិចថយចុះ ហើយអនុញ្ញាតឱ្យមានចរន្តឆ្លងកាត់ និងការបញ្ចេញពន្លឺ។ ការប៉ះទង្គិចទៅក្រោយ អនុវត្តវ៉ុល្ដេស្យេជាអវិជ្ជមានទៅលើផ្នែក p និងវ៉ុល្ដេស្យេជាវិជ្ជមានទៅលើផ្នែក n ដែលធ្វើឱ្យតំបន់ប៉ះទង្គិចធំឡើង ហើយរារាំងចរន្តធម្មតារបស់វា។ ការប៉ះទង្គិចទៅមុខគឺជាស្ថានភាពដែល LED ដំណាំង ដើម្បីបញ្ចេញពន្លឺ ចំណែកឯការប៉ះទង្គិចទៅក្រោយវិញ ត្រូវបានប្រើក្នុងការអនុវត្ត photodiode និងសៀគ្វីគ្រប់គ្រងវ៉ុល្ដេស្យេ។
ការប៉ះទង្គិចទៅមុខប៉ះពាល់ដល់ប្រសិទ្ធភាព និងសមត្ថភាពរបស់ LED យ៉ាងដូចម្តេច?
វ៉ុល្ដេស្យេប៉ះទង្គិចទៅមុខដែលត្រឹមត្រូវ អនុញ្ញាតឱ្យមានការរួមបញ្ចូលគ្នារវាងអេឡិចត្រូន និងហ៊ូល (hole) នៅក្នុងឧបករណ៍បញ្ចេញពន្លឺ ដែលបង្កើតបាននូវចំនួនផូតុនច្រើនបំផុត ធៀបនឹងចរន្តបញ្ជូល។ ការប៉ះទង្គិចទៅមុខលើសពីកម្រិត បណ្តាលឱ្យកើនកំដៅ ហើយធ្វើឱ្យប្រសិទ្ធភាព និងសមត្ថភាពរបស់ LED ថយចុះ ដោយសារការខាតបង់ថាមពលក្នុងទម្រង់កំដៅ។ វ៉ុល្ដេស្យេប៉ះទង្គិចទៅមុខដែលបានកំណត់ដោយអ្នកផលិតសម្រាប់ diode និង LED ធានាបាននូវប្រសិទ្ធភាពក្នុងការបញ្ចេញពន្លឺ និងអាយុកាលវែងនៃឧបករណ៍ក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង។
ហេតុអ្វីបានជាការអនុវត្តផូតូឌាយអូដ អាស្រ័យលើស្ថានភាពបញ្ច្រាស់?
ការបញ្ច្រាស់នៅក្នុងការអនុវត្តផូតូឌាយអូដ បង្កើតបរិវេណប៉ះទង្គិចដែលធំ ដែលបង្កើនភាពរហ័សចំពោះផូតូនដែលចូលមក និងកែលម្អប្រសិទ្ធភាពនៃការប្រមូលបរិយាកាស។ បរិវេណប៉ះទង្គិចដែលធំ អនុញ្ញាតឱ្យផូតូនច្រើនជាងមុនបង្កើតគូអេឡិចត្រូន-រន្ធ ដែលបង្កើនសញ្ញាបច្ចុប្បន្នដែលអាចវាស់បាន។ វ៉ុល្លេស៍បញ្ច្រាស់ដែលត្រូវបានបញ្ជាក់សម្រាប់ការអនុវត្តផូតូឌាយអូដ ធានាបាននូវភាពរហ័ស និងលក្ខណៈសំឡេងដែលល្អបំផុតសម្រាប់ការស្វែងរកពន្លឺនៅក្នុងសេនសើរ និងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងប្រកាស។
EN
