प्रकाश उत्सर्जक डायोड $(LED)$ की संरचना,कार्यप्रणाली,उपयोग और लाभों की व्याख्या कीजिए।

(N/A) संरचना: $LED$ एक अत्यधिक डोपित (heavily doped) $p-n$ जंक्शन डायोड है। इसे एक पारदर्शी आवरण में बंद किया जाता है ताकि उत्सर्जित प्रकाश बाहर निकल सके। यह अग्र अभिनति (forward bias) में कार्य करता है।
कार्यप्रणाली: जब डायोड को अग्र अभिनति दी जाती है,तो इलेक्ट्रॉन $n$-क्षेत्र से $p$-क्षेत्र में और कोटर (holes) $p$-क्षेत्र से $n$-क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जंक्शन सीमा के पास इन अल्पसंख्यक वाहकों (minority carriers) की सांद्रता बढ़ जाती है। ये अतिरिक्त अल्पसंख्यक वाहक जंक्शन के पास बहुसंख्यक वाहकों के साथ पुनर्संयोजन (recombination) करते हैं। इस पुनर्संयोजन के दौरान,ऊर्जा फोटॉन के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित फोटॉन की ऊर्जा बैंड गैप ऊर्जा $(E_g)$ के बराबर या उससे थोड़ी कम होती है। जैसे-जैसे अग्र धारा बढ़ती है,प्रकाश की तीव्रता बढ़ती है,अधिकतम तक पहुँचती है,और फिर तापीय प्रभावों के कारण कम हो जाती है।
उपयोग: $LED$ का उपयोग रिमोट कंट्रोल,ऑप्टिकल संचार,ट्रैफिक सिग्नल,सजावटी प्रकाश व्यवस्था और डिस्प्ले में किया जाता है।
लाभ: $LED$ कम परिचालन वोल्टेज पर कार्य करते हैं,इनकी प्रतिक्रिया तीव्र होती है,इन्हें गर्म होने के लिए समय की आवश्यकता नहीं होती,इनका जीवनकाल लंबा होता है,ये मजबूत होते हैं और विभिन्न रंगों में उपलब्ध हैं।