Light Emitting Diode (L.E.D), Photodiode, Solar Cell Questions in Hindi

(N/A) तात्विक अर्धचालकों, जैसे कि सिलिकॉन $(Si)$ या जर्मेनियम $(Ge)$, की बैंड गैप ऊर्जा अपेक्षाकृत कम होती है। सिलिकॉन के लिए बैंड गैप लगभग $1.1 \text{ eV}$ है और जर्मेनियम के लिए यह लगभग $0.67 \text{ eV}$ है।
दृश्य प्रकाश लगभग $1.8 \text{ eV}$ से $3.1 \text{ eV}$ तक की फोटॉन ऊर्जा के अनुरूप होता है।
चूंकि तात्विक अर्धचालकों का बैंड गैप बहुत कम होता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन-होल पुनर्संयोजन के दौरान मुक्त होने वाली ऊर्जा दृश्य स्पेक्ट्रम में फोटॉन उत्पन्न करने के लिए अपर्याप्त होती है। इसके बजाय, वे अवरक्त (इन्फ्रारेड) क्षेत्र में विकिरण उत्सर्जित करते हैं।
इसलिए, दृश्य प्रकाश $LED$ बनाने के लिए बड़े बैंड गैप वाले यौगिक अर्धचालकों की आवश्यकता होती है।

(C) अर्धचालक की बैंड गैप ऊर्जा $E_g$ और उसके द्वारा पता लगाए जा सकने वाले फोटॉन की अधिकतम तरंगदैर्ध्य $\lambda$ के बीच का संबंध इस प्रकार है: $E_g = \frac{hc}{\lambda}$.
दिए गए मानों को रखने पर:
$h = 6.63 \times 10^{-34}\, J \cdot s$
$c = 3 \times 10^{8}\, m/s$
$\lambda = 400 \times 10^{-9}\, m$
$E_g = \frac{(6.63 \times 10^{-34}) \times (3 \times 10^{8})}{400 \times 10^{-9}}\, J$
$E_g = \frac{19.89 \times 10^{-26}}{4 \times 10^{-7}}\, J = 4.9725 \times 10^{-19}\, J$.
इस ऊर्जा को इलेक्ट्रॉन-वोल्ट $(eV)$ में बदलने के लिए, इलेक्ट्रॉन के आवेश $e = 1.6 \times 10^{-19}\, C$ से विभाजित करने पर:
$E_g (eV\; \text{में}) = \frac{4.9725 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} \approx 3.1\; eV$.

(B) प्रतिरोध मोड में मल्टीमीटर करंट मापने के लिए घटक पर एक छोटा $DC$ वोल्टेज लागू करता है।
$(1)$ संधारित्र के लिए, मल्टीमीटर चार्जिंग के दौरान क्षणिक विक्षेप दिखाएगा, चाहे प्रोब्स की ध्रुवीयता कुछ भी हो। इसलिए, यह कहना कि यह $NO$ विक्षेप दिखाता है, गलत है।
$(2)$ $LED$ एक डायोड है। फॉरवर्ड बायस में यह करंट प्रवाहित करता है (विक्षेप दिखाता है), और रिवर्स बायस में यह करंट को रोकता है (कोई विक्षेप नहीं)। विकल्प विपरीत व्यवहार का सुझाव देता है, जो वह अवलोकन है जो $\text{नहीं}$ देखा जाएगा।
$(3)$ धातु के तार के लिए, प्रतिरोध लगभग $0 \ \Omega$ होता है, इसलिए मल्टीमीटर $NO$ विक्षेप दिखाएगा।
$(4)$ प्रतिरोधक एक ओमिक घटक है; इसका प्रतिरोध करंट की दिशा पर निर्भर नहीं करता है, इसलिए प्रोब्स को उलटने पर विक्षेप समान रहता है।

(A) फोटोडायोड को रिवर्स बायस मोड में संचालित किया जाता है। जब बैंडगैप ऊर्जा से अधिक ऊर्जा वाला प्रकाश फोटोडायोड पर पड़ता है,तो डिप्लेशन क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न होते हैं।
जैसे-जैसे रिवर्स बायसिंग वोल्टेज बढ़ाया जाता है,डिप्लेशन क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र बढ़ जाता है,जो उत्पन्न आवेश वाहकों को जंक्शन के पार अधिक प्रभावी ढंग से ले जाने में मदद करता है,जिससे फोटोकरंट बढ़ जाता है।
हालाँकि,एक बार जब सभी उत्पन्न आवेश वाहक एकत्र हो जाते हैं,तो रिवर्स बायस वोल्टेज में और वृद्धि करने से फोटोकरंट में महत्वपूर्ण वृद्धि नहीं होती है,और यह एक संतृप्ति मान तक पहुँच जाता है। इसे फोटोडायोड के $I-V$ विशेषता वक्र में दिखाया गया है।

(D) ऊर्जा अंतराल $E_g = 1.9\, eV$ दिया गया है।
इसे जूल में बदलने के लिए,हम $1.6 \times 10^{-19} \, J/eV$ से गुणा करते हैं:
$E = 1.9 \times 1.6 \times 10^{-19} \, J = 3.04 \times 10^{-19} \, J$.
तरंगदैर्ध्य $\lambda$ के लिए सूत्र $\lambda = \frac{hc}{E}$ है।
मान रखने पर: $\lambda = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{3.04 \times 10^{-19}}$.
$\lambda = \frac{19.89 \times 10^{-26}}{3.04 \times 10^{-19}} \approx 6.54 \times 10^{-7} \, m$.
$\lambda = 654 \, nm$.
$654 \, nm$ की तरंगदैर्ध्य दृश्य स्पेक्ट्रम के लाल रंग के क्षेत्र के अनुरूप है।

(C) होल-इलेक्ट्रॉन जोड़े उत्पन्न करने के लिए आपतित फोटॉन की ऊर्जा कम से कम बैंड गैप ऊर्जा $(E_g)$ के बराबर होनी चाहिए।
थ्रेशोल्ड तरंगदैर्ध्य $\lambda_0 = 621 \, nm$ दी गई है।
बैंड गैप ऊर्जा की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:
$E_g = \frac{hc}{\lambda_0}$
$hc \approx 1242 \, eV \cdot nm$ का उपयोग करते हुए:
$E_g = \frac{1242 \, eV \cdot nm}{621 \, nm} = 2 \, eV$.
अतः,बैंड गैप $2 \, eV$ है।

(D) फोटोडायोड एक $p-n$ जंक्शन डायोड है जिसे एक पारदर्शी खिड़की के साथ बनाया जाता है ताकि प्रकाश डायोड पर गिर सके। जब फोटोडायोड को प्रकाश ($h
u > E_g$ ऊर्जा वाले फोटॉन) के साथ प्रकाशित किया जाता है,तो फोटॉन के अवशोषण के कारण इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न होते हैं। ये आवेश वाहक अवक्षय क्षेत्र (depletion region) में अल्पसंख्यक वाहक होते हैं। रिवर्स बायस के तहत,विद्युत क्षेत्र इन अल्पसंख्यक वाहकों को जंक्शन के पार ले जाता है,जिससे करंट उत्पन्न होता है। चूंकि रिवर्स सैचुरेशन करंट अल्पसंख्यक वाहकों के उत्पादन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है,इसलिए आपतित प्रकाश की तीव्रता में एक छोटा सा आंशिक परिवर्तन रिवर्स बायस करंट में एक महत्वपूर्ण और आसानी से पता लगाने योग्य परिवर्तन उत्पन्न करता है।

(A) $LED$ द्वारा उत्सर्जित फोटॉन की ऊर्जा $E = \frac{hc}{\lambda}$ सूत्र द्वारा दी जाती है।
दिया गया है,तरंगदैर्ध्य $\lambda = 4000 \, \mathring{A} = 400 \, \text{nm}$.
संबंध $E \approx \frac{1240}{\lambda (\text{nm में})} \, \text{eV}$ का उपयोग करने पर:
$E = \frac{1240}{400} \, \text{eV} = 3.1 \, \text{eV}$.
निकटतम पूर्णांक में पूर्णांकित करने पर,हमें $3 \, \text{eV}$ प्राप्त होता है।

(A) सौर सेल के लिए,पदार्थ $A$ को सौर स्पेक्ट्रम के एक महत्वपूर्ण हिस्से को अवशोषित करने में सक्षम होना चाहिए। सौर विकिरण को विद्युत ऊर्जा (emf) में कुशलतापूर्वक परिवर्तित करने के लिए $A$ की बैंड गैप ऊर्जा लगभग $1.5 \, eV$ होनी चाहिए।
पदार्थ $B$ का उपयोग सुरक्षात्मक कोटिंग के रूप में किया जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि सौर विकिरण बिना अवशोषित हुए इस कोटिंग से गुजर सके,पदार्थ $B$ की बैंड गैप ऊर्जा $E_{B}$ आपतित फोटॉन की ऊर्जा से काफी अधिक होनी चाहिए। इसलिए,पदार्थ $B$ के लिए $E_{B} = 5 \, eV$ जैसा बड़ा बैंड गैप आदर्श है ताकि यह सौर स्पेक्ट्रम के लिए पारदर्शी बना रहे।
अतः,इष्टतम विकल्प $E_{A} = 1.5 \, eV$ और $E_{B} = 5 \, eV$ है।

(C) एक सौर सेल में,जब $hf > E_g$ ऊर्जा वाला प्रकाश $p-n$ जंक्शन पर पड़ता है,तो इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न होते हैं। ये आवेश वाहक जंक्शन के विद्युत क्षेत्र द्वारा अलग हो जाते हैं,जिसमें इलेक्ट्रॉन $n$-पक्ष की ओर और होल $p$-पक्ष की ओर गति करते हैं।
यदि कोई लोड नहीं जुड़ा है,तो ये आवेश $n$ और $p$ पक्षों पर जमा हो जाते हैं,जिससे एक फोटो-वोल्टेज उत्पन्न होता है।
जब एक बाहरी लोड जोड़ा जाता है,तो सर्किट में एक फोटो-धारा $I_L$ प्रवाहित होती है। इस स्थिति में,उपकरण एक शक्ति स्रोत के रूप में कार्य करता है और बाहरी लोड को शक्ति प्रदान करता है। इस संचालन के लिए $V-I$ विशेषता वक्र चौथे चतुर्थांश में स्थित होता है,जहाँ वोल्टेज $V$ धनात्मक है और धारा $I$ ऋणात्मक है (जो यह दर्शाता है कि धारा उपकरण से बाहर निकल रही है)। इसलिए,डायोड चौथे चतुर्थांश में शक्ति उत्पन्न करता है।

(B) सही विकल्प $B$ है।
सौर सेल वे उपकरण हैं जो सौर ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। सौर सेल की दक्षता उपयोग किए गए अर्धचालक पदार्थ के बैंड गैप पर निर्भर करती है।
$GaAs$ (गैलियम आर्सेनाइड) का बैंड गैप लगभग $1.43 \,eV$ से $1.5 \,eV$ होता है। यह मान सौर विकिरण स्पेक्ट्रम की अधिकतम तीव्रता के बहुत करीब है,जो इसे सौर ऊर्जा को कुशलतापूर्वक अवशोषित करने के लिए एक आदर्श पदार्थ बनाता है।
हालाँकि $Ge$ (जर्मेनियम) और अन्य पदार्थ अर्धचालक हैं,लेकिन $GaAs$ को इसके बैंड गैप के कारण उच्च दक्षता वाले सौर सेल के लिए विशेष रूप से प्राथमिकता दी जाती है।

(D) फोटॉन की ऊर्जा $E = \frac{hc}{\lambda}$ द्वारा दी जाती है।
फोटोडायोड द्वारा प्रकाश का पता लगाने के लिए,आपतित फोटॉन की ऊर्जा अर्धचालक की बैंड गैप ऊर्जा $(E_g)$ से अधिक या उसके बराबर होनी चाहिए।
यहाँ $E_g = 3.1 \,eV$ दिया गया है।
$E \approx \frac{12400}{\lambda (\mathring{A} \text{ में})} \,eV$ संबंध का उपयोग करते हुए,हम शर्त रखते हैं कि $\frac{12400}{\lambda} > 3.1$।
$\lambda$ के लिए हल करने पर,हमें $\lambda < \frac{12400}{3.1} \,\mathring{A} = 4000 \,\mathring{A}$ प्राप्त होता है।
चूंकि $4000 \,\mathring{A}$ और $3900 \,\mathring{A}$ दोनों $\lambda \leq 4000 \,\mathring{A}$ शर्त को पूरा करते हैं,इसलिए दोनों तरंगदैर्ध्य का पता लगाया जा सकता है।

(C) एक $p-n$ जंक्शन सोलर सेल में,जब मोनोक्रोमैटिक प्रकाश जंक्शन पर गिरता है,तो फोटॉन के अवशोषण के कारण इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न होते हैं।
ये आवेश वाहक डिप्लेशन क्षेत्र के विद्युत क्षेत्र द्वारा अलग हो जाते हैं,जिससे एक विभवांतर उत्पन्न होता है जिसे फोटो-इलेक्ट्रोमोटिव बल (फोटो-$EMF$) कहा जाता है।
उत्पन्न इलेक्ट्रॉन-होल जोड़ों की संख्या प्रति इकाई समय में प्रति इकाई क्षेत्रफल पर गिरने वाले फोटॉनों की संख्या के सीधे समानुपाती होती है,जिसे प्रकाश की तीव्रता के रूप में परिभाषित किया जाता है।
इसलिए,उत्पन्न फोटो-$EMF$ सेल पर गिरने वाले प्रकाश की तीव्रता के सीधे समानुपाती होता है।

(B) अभिकथन $A$ सही है: फोटोडायोड को रिवर्स बायस में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। रिवर्स बायस में,रिवर्स सैचुरेशन करंट बहुत कम होता है और यह आपतित प्रकाश की तीव्रता के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है। इससे प्रकाश की तीव्रता में छोटे बदलावों का पता लगाना आसान हो जाता है।
कारण $R$ सही है: $p-n$ जंक्शन डायोड के लिए,फॉरवर्ड बायस धारा रिवर्स बायस धारा से काफी अधिक होती है क्योंकि फॉरवर्ड बायस में बैरियर की ऊंचाई कम हो जाती है,जिससे बहुसंख्यक वाहक (majority carriers) आसानी से प्रवाहित हो सकते हैं।
हालाँकि,कारण $R$,अभिकथन $A$ की सही व्याख्या नहीं है। फोटोडायोड को रिवर्स बायस में संचालित करने का कारण यह है कि आपतित प्रकाश के कारण रिवर्स करंट में होने वाला आंशिक परिवर्तन,फॉरवर्ड करंट की तुलना में मापने के लिए बहुत अधिक और आसान होता है,न कि केवल इसलिए कि फॉरवर्ड करंट रिवर्स करंट से अधिक होता है।

(C) फोटोडायोड को विशेष रूप से प्रकाश की तीव्रता का पता लगाने के लिए रिवर्स बायस स्थितियों में काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, क्योंकि रिवर्स सैचुरेशन करंट आपतित प्रकाश के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है। इसलिए, अभिकथन $A$ असत्य है।
एक $p-n$ जंक्शन डायोड के लिए, थ्रेशोल्ड वोल्टेज $V_0$ तक पहुंचने के बाद फॉरवर्ड बायस करंट वोल्टेज के साथ तेजी से बढ़ता है, जबकि ब्रेकडाउन वोल्टेज $V_z$ तक पहुंचने तक रिवर्स बायस करंट बहुत छोटा रहता है। इस प्रकार, $|V_z| > |V| \geq V_0$ की सीमा के लिए, फॉरवर्ड बायस करंट रिवर्स बायस करंट से काफी बड़ा होता है। इसलिए, कारण $R$ सत्य है।

(C) लाइट एमिटिंग डायोड $(LED)$ एक भारी डोप किया गया $p-n$ जंक्शन डायोड है।
यह केवल तभी प्रकाश उत्सर्जित करता है जब यह फॉरवर्ड बायस में होता है,क्योंकि इलेक्ट्रॉनों और होल्स का पुनर्संयोजन फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है।
यह रिवर्स बायस में होने पर प्रकाश उत्सर्जित नहीं करता है।
उत्सर्जित प्रकाश की ऊर्जा $(E = h
u)$ उपयोग किए गए अर्धचालक पदार्थ के ऊर्जा बैंड गैप $(E_g)$ के बराबर या उससे थोड़ी कम होती है।
इसलिए,कथन $C$ गलत है।

(A) आपतित फोटॉन की ऊर्जा फोटोडायोड की बैंड गैप ऊर्जा $E_g$ के अनुरूप होती है।
$E_g = \frac{hc}{\lambda}$
यहाँ $\lambda = 660 \, nm = 660 \times 10^{-9} \, m$, $h = 6.6 \times 10^{-34} \, Js$, और $c = 3 \times 10^8 \, m/s$ दिया गया है।
$E_g = \frac{6.6 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{660 \times 10^{-9}} \, J$
इस ऊर्जा को $eV$ में बदलने के लिए, इसे प्राथमिक आवेश $e = 1.6 \times 10^{-19} \, C$ से विभाजित करें:
$E_g (eV \text{ में}) = \frac{6.6 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{660 \times 10^{-9} \times 1.6 \times 10^{-19}} \, eV$
$E_g = \frac{19.8 \times 10^{-26}}{1056 \times 10^{-28}} \, eV = \frac{19.8 \times 100}{1056} \, eV = \frac{1980}{1056} \, eV$
भिन्न को सरल करने पर: $\frac{1980}{1056} = \frac{15}{8} \, eV$.
इसकी तुलना $\left(\frac{x}{8}\right) eV$ से करने पर, हमें $x = 15$ प्राप्त होता है।

(C) उत्सर्जित फोटॉन की ऊर्जा अर्धचालक की बैंड गैप ऊर्जा के बराबर होती है, $E_g = 1.42 \,eV$.
तरंगदैर्ध्य $\lambda$ और ऊर्जा $E$ के बीच संबंध सूत्र द्वारा दिया जाता है: $\lambda = \frac{hc}{E}$.
$hc \approx 1240 \,eV \cdot nm$ के सन्निकटन का उपयोग करते हुए:
$\lambda = \frac{1240 \,eV \cdot nm}{1.42 \,eV} \approx 873.24 \,nm$.
दिए गए विकल्पों के अनुसार निकटतम मान लेने पर, $\lambda \approx 875 \,nm$ प्राप्त होता है।

(D) कथन $A$: एक सौर सेल प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। सौर सेल के $I-V$ अभिलक्षण वक्र में,वोल्टेज धनात्मक होता है और करंट ऋणात्मक होता है (क्योंकि यह बाहरी लोड को शक्ति प्रदान करता है)। यह $I-V$ ग्राफ के $IV$ चतुर्थांश के अनुरूप है। अतः,कथन $A$ सही है।
कथन $B$: रिवर्स-बायस्ड $pn$ जंक्शन डायोड में,करंट अत्यंत कम ($\mu A$ के क्रम में) होता है और यह जंक्शन के पार अल्पसंख्यक आवेश वाहकों (minority charge carriers) के ड्रिफ्ट के कारण होता है। बहुसंख्यक आवेश वाहक जंक्शन से दूर धकेल दिए जाते हैं,जिससे वे करंट में योगदान नहीं दे पाते हैं। अतः,कथन $B$ गलत है।

(D) कथन $A$ गलत है क्योंकि सौर सेल का जंक्शन क्षेत्रफल अधिक प्रकाश एकत्र करने के लिए बड़ा बनाया जाता है,जबकि फोटोडायोड का क्षेत्रफल तीव्र प्रतिक्रिया के लिए छोटा होता है।
कथन $B$ सही है क्योंकि सौर सेल बिना किसी बाहरी बायस के फोटोवोल्टिक मोड में कार्य करता है।
कथन $C$ गलत है क्योंकि $\text{LED}$ एक भारी डोपित $p-n$ जंक्शन से बनी होती है ताकि कुशल वाहक इंजेक्शन (carrier injection) हो सके।
कथन $D$ गलत है क्योंकि $\text{LED}$ की प्रकाश तीव्रता फॉरवर्ड करंट के साथ केवल एक निश्चित सीमा तक ही बढ़ती है,जिसके बाद यह संतृप्त हो जाती है।
कथन $E$ सही है क्योंकि $\text{LED}$ केवल तभी प्रकाश उत्सर्जित करती है जब वह फॉरवर्ड बायस में होती है,जिससे जंक्शन पर इलेक्ट्रॉनों और होल्स का पुनर्संयोजन होता है।
अतः,कथन $B$ और $E$ सही हैं।

(C) फोटोडायोड को रिवर्स बायस में संचालित किया जाता है। जब पर्याप्त ऊर्जा का प्रकाश फोटोडायोड पर आपतित होता है,तो अवक्षय क्षेत्र (depletion region) में इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न होते हैं।
जैसे-जैसे रिवर्स बायसिंग वोल्टेज बढ़ता है,अवक्षय क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र बढ़ता है,जो उत्पन्न आवेश वाहकों को जंक्शन के पार अधिक प्रभावी ढंग से ले जाने में मदद करता है।
प्रारंभ में,रिवर्स बायस वोल्टेज में वृद्धि के साथ फोटोइलेक्ट्रिक धारा बढ़ती है।
हालाँकि,एक बार जब वोल्टेज सभी उत्पन्न आवेश वाहकों को एकत्र करने के लिए पर्याप्त हो जाता है,तो धारा एक संतृप्ति मान तक पहुँच जाती है और बायसिंग वोल्टेज में और वृद्धि के साथ नहीं बढ़ती है। इसे विभिन्न प्रकाश तीव्रताओं $I_1$ और $I_2$ के लिए अभिलक्षणिक वक्रों में दिखाया गया है।

(A) फोटोडायोड एक विशेष प्रकार का $P-N$ जंक्शन डायोड है जिसे रिवर्स बायस स्थितियों में संचालित किया जाता है।
जब $h\nu > E_g$ ऊर्जा का प्रकाश जंक्शन पर आपतित होता है,तो इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न होते हैं।
रिवर्स बायस में,जंक्शन पर विद्युत क्षेत्र मजबूत होता है,जो उत्पन्न आवेश वाहकों को जंक्शन के पार ले जाता है,जिससे फोटोकरंट उत्पन्न होता है।
इस फोटोकरंट का परिमाण आपतित प्रकाश की तीव्रता के सीधे आनुपातिक होता है।
भले ही रिवर्स सैचुरेशन करंट बहुत कम होता है,लेकिन यह आपतित प्रकाश की तीव्रता के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है,जो इसे प्रकाश का पता लगाने के लिए एक आदर्श उपकरण बनाता है।
इसलिए,कथन और कारण दोनों सत्य हैं,और कारण,कथन की सही व्याख्या है।

(C) दिया गया अभिलक्षणिक वक्र चौथे चतुर्थांश में $I-V$ संबंध को दर्शाता है,जहाँ उपकरण शक्ति उत्पन्न करता है।
विशेष रूप से,यह $V$-अक्ष पर 'ओपन सर्किट वोल्टेज' और $I$-अक्ष पर 'शॉर्ट सर्किट करंट' को दर्शाता है।
यह व्यवहार सौर सेल की विशेषता है,जो प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है और $I-V$ अभिलक्षणिक वक्र के चौथे चतुर्थांश में कार्य करता है।
इसलिए,सही विकल्प $C$ है।

(B) $1$. घटक $A$: एक संधारित्र $DC$ के लिए ओपन सर्किट के रूप में कार्य करता है क्योंकि इसका प्रतिघात $X_C = 1/(\omega C)$ $f = 0$ पर अनंत होता है। हालाँकि,यह $AC$ को गुजरने देता है क्योंकि गैर-शून्य आवृत्तियों पर इसका प्रतिघात सीमित होता है।
$2$. घटक $B$: एक डायोड ($p-n$ जंक्शन डायोड) $AC$ और $DC$ दोनों संकेतों के लिए केवल एक दिशा (अग्र अभिनति) में धारा प्रवाहित होने देता है।
$3$. घटक $C$: लाइट एमिटिंग डायोड $(\text{LED})$ एक $p-n$ जंक्शन डायोड है जो अग्र अभिनति में होने पर प्रकाश उत्सर्जित करता है। प्रकाश की तीव्रता एक निश्चित बिंदु तक धारा (वोल्टेज) के साथ बढ़ती है,जिसके बाद थर्मल प्रभावों या उपकरण की सीमाओं के कारण यह कम हो सकती है।
अतः,$A$ एक संधारित्र है,$B$ एक डायोड है,और $C$ एक $\text{LED}$ है।

(A) एक $\text{LED}$ (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) अग्र अभिनति (forward bias) स्थितियों में कार्य करता है और ऊर्जा मिलने पर प्रकाश उत्सर्जित करता है।
ऊर्जा बैंड सिद्धांत के अनुसार,उत्सर्जित फोटॉन की ऊर्जा $E = h\nu = \frac{hc}{\lambda} \approx E_g$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $E_g$ अर्धचालक पदार्थ की बैंड गैप ऊर्जा है।
चूंकि उत्सर्जित प्रकाश की आवृत्ति $\nu$ (या ऊर्जा) बैंड गैप ऊर्जा $E_g$ के सीधे आनुपातिक होती है,और थ्रेशोल्ड वोल्टेज (विभव प्राचीर) $V_k$ भी बैंड गैप ऊर्जा से सीधे संबंधित होता है $(V_k \approx E_g/e)$,इसलिए उच्च आवृत्ति वाले प्रकाश के लिए उच्च थ्रेशोल्ड वोल्टेज की आवश्यकता होती है।
रंगों की आवृत्तियों की तुलना करने पर: $\nu_{\text{blue}} > \nu_{\text{green}} > \nu_{\text{yellow}} > \nu_{\text{red}}$.
अतः,उत्सर्जन के लिए आवश्यक थ्रेशोल्ड वोल्टेज का क्रम है: $V_{\text{blue}} > V_{\text{green}} > V_{\text{yellow}} > V_{\text{red}}$.
यह उन $I-V$ अभिलक्षण वक्रों के अनुरूप है जहाँ नीले प्रकाश का वक्र वोल्टेज अक्ष पर सबसे अधिक दाईं ओर स्थित है।

(B) सिग्नल का पता लगाने के लिए,आपतित फोटॉन की ऊर्जा अर्धचालक के बैंड गैप ऊर्जा के बराबर या उससे अधिक होनी चाहिए।
$E_{ph} \geq E_g$
चूंकि $E_{ph} = \frac{hc}{\lambda}$,इसलिए $\frac{hc}{\lambda} \geq E_g$,जिसका अर्थ है $\lambda \leq \frac{hc}{E_g}$।
संबंध $\lambda (\mathring{A} \text{ में}) \approx \frac{12400}{E_g (eV \text{ में})}$ का उपयोग करते हुए,$E_g = 1.4 \ eV$ रखने पर:
$\lambda \leq \frac{12400}{1.4} \ \mathring{A} \approx 8857 \ \mathring{A}$।
दिए गए विकल्पों में से,$8000 \ \mathring{A}$ तरंगदैर्ध्य वाला सिग्नल $8857 \ \mathring{A}$ से कम है,इसलिए इसका पता लगाया जा सकता है।

(A) एक $LED$ में,उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता जंक्शन को पार करने वाले आवेश वाहकों की संख्या पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे फॉरवर्ड बायस वोल्टेज शून्य से बढ़ता है,विभव प्राचीर (potential barrier) कम हो जाता है,जिससे अधिक इलेक्ट्रॉन और होल जंक्शन को पार कर पुनर्संयोजन (recombination) कर पाते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है,जिससे उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता बढ़ जाती है। इसलिए,अनुप्रयुक्त फॉरवर्ड बायस के साथ तीव्रता बढ़ती है।

(B) $LED$ (लाइट एमिटिंग डायोड) एक अत्यधिक डोपित $p-n$ जंक्शन डायोड है जो फॉरवर्ड बायस में होने पर प्रकाश उत्सर्जित करता है।
इसके $I-V$ अभिलक्षण एक सामान्य $p-n$ जंक्शन डायोड के समान होते हैं।
फॉरवर्ड बायस क्षेत्र में,थ्रेशोल्ड (नी) वोल्टेज तक पहुँचने के बाद आरोपित वोल्टेज के साथ धारा तेजी से (घातांकीय रूप से) बढ़ती है।
रिवर्स बायस क्षेत्र में,धारा नगण्य होती है।
ग्राफ $(a)$ एक सामान्य $p-n$ जंक्शन डायोड की विशेषता को दर्शाता है।
ग्राफ $(b)$ मूल बिंदु से शुरू होने वाली फॉरवर्ड बायस विशेषता को दर्शाता है,जो प्रथम चतुर्थांश में $LED$ के लिए मानक निरूपण है।
इसलिए,ग्राफ $(b)$ सही निरूपण है।

(D) फोटोडायोड एक विशेष प्रयोजन वाला $P-N$ जंक्शन डायोड है जिसे एक पारदर्शी खिड़की के साथ बनाया जाता है ताकि प्रकाश डायोड पर गिर सके।
जब फोटोडायोड को प्रकाश से प्रदीप्त किया जाता है,तो फोटॉन के अवशोषण के कारण इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न होते हैं।
इसके परिणामस्वरूप रिवर्स सैचुरेशन करंट में वृद्धि होती है।
रिवर्स करंट का परिमाण आपतित प्रकाश की तीव्रता के सीधे आनुपातिक होता है।
दिए गए $I-V$ विशेषताओं वाले ग्राफ को देखने पर,रिवर्स बायस क्षेत्र में $I_1$ से $I_4$ की ओर जाने पर करंट बढ़ता है।
चूंकि $I_4$ लेबल वाले वक्र के लिए रिवर्स करंट सबसे अधिक है,इसलिए यह अधिकतम प्रदीप्ति तीव्रता के अनुरूप है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(C) सौर सेल एक $P-N$ जंक्शन उपकरण है जो प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। विकल्प $C$ कहता है कि यह विद्युत ऊर्जा को प्रकाश में परिवर्तित करता है,जो गलत है। इसलिए,यह बेमेल है।

(D) फोटोडायोड को रिवर्स बायस स्थितियों में संचालित किया जाता है। परिपथ $(B)$ में,$p$-सिरे को ऋणात्मक टर्मिनल से और $n$-सिरे को धनात्मक टर्मिनल से जोड़ा गया है,जो कि रिवर्स बायस है। अतः,फोटोडायोड के लिए $(B)$ सही है।
$LED$ (लाइट एमिटिंग डायोड) को फॉरवर्ड बायस स्थितियों में संचालित किया जाता है। परिपथ $(D)$ में,$p$-सिरे को धनात्मक टर्मिनल से और $n$-सिरे को ऋणात्मक टर्मिनल से जोड़ा गया है,जो कि फॉरवर्ड बायस है। अतः,$LED$ के लिए $(D)$ सही है।
इसलिए,सामान्य संचालन के लिए सही परिपथ आरेख $(B)$ और $(D)$ हैं।

(D) ग्राफ प्रथम चतुर्थांश में $y$-अक्ष पर धारा $I$ ($mA$ में) और $x$-अक्ष पर वोल्टेज $V$ ($Volt$ में) को दर्शाता है,जो अग्र अभिनति (forward bias) विशेषताओं को इंगित करता है।
दिए गए विकल्पों में से,लाइट एमिटिंग डायोड $(LED)$ अग्र अभिनति में कार्य करता है,जहाँ थ्रेशोल्ड वोल्टेज के बाद वोल्टेज के साथ धारा तेजी से बढ़ती है,जिससे आवेश वाहकों के पुनर्संयोजन के कारण प्रकाश का उत्सर्जन होता है।
अतः,यह ग्राफ $LED$ की अग्र अभिनति विशेषताओं को दर्शाता है।

(C) फोटॉन की ऊर्जा $E = \frac{hc}{\lambda}$ द्वारा दी जाती है।
अर्धचालक के लिए सिग्नल का पता लगाने हेतु,आपतित फोटॉन की ऊर्जा बैंड गैप ऊर्जा $(E_g = 2.5 eV)$ से अधिक या उसके बराबर होनी चाहिए।
थ्रेशोल्ड तरंगदैर्ध्य $\lambda$ की गणना इस प्रकार है:
$\lambda = \frac{hc}{E_g} = \frac{6.6 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{2.5 \times 1.6 \times 10^{-19}} m$
$\lambda = \frac{19.8 \times 10^{-26}}{4.0 \times 10^{-19}} m = 4.95 \times 10^{-7} m = 4950 Å$.
शॉर्टकट सूत्र का उपयोग करते हुए: $\lambda(Å) = \frac{12400}{E(eV)} = \frac{12400}{2.5} = 4960 Å$.
चूंकि फोटोडायोड $E \ge 2.5 eV$ ऊर्जा वाले संकेतों का पता लगाता है,इसलिए तरंगदैर्ध्य $\lambda \le 4960 Å$ होनी चाहिए। दिए गए विकल्पों में से,$5000 Å$ सबसे निकटतम थ्रेशोल्ड मान है।

(C) चौथे चतुर्थांश (quadrant) में कार्य करने वाले उपकरण के $I-V$ अभिलक्षण (जहाँ वोल्टेज धनात्मक और धारा ऋणात्मक होती है,या इसके विपरीत) उस उपकरण को दर्शाते हैं जो ऊर्जा का उपभोग करने के बजाय उसे उत्पन्न करता है।
फोटोसेल में,$I-V$ अभिलक्षणों को आमतौर पर चौथे चतुर्थांश में दिखाया जाता है क्योंकि यह प्रकाशित होने पर विद्युत ऊर्जा के स्रोत के रूप में कार्य करता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) $LED$ (लाइट एमिटिंग डायोड) एक $p-n$ जंक्शन डायोड है जो फॉरवर्ड बायस में होने पर प्रकाश उत्सर्जित करता है।
इसलिए,इसके $V-I$ अभिलक्षण फॉरवर्ड बायस क्षेत्र में कार्य करने वाले एक मानक $p-n$ जंक्शन डायोड के समान होते हैं।
फॉरवर्ड बायस क्षेत्र में,थ्रेशोल्ड वोल्टेज (नी वोल्टेज) तक पहुँचने के बाद लागू वोल्टेज के साथ धारा घातीय (exponentially) रूप से बढ़ती है।
ग्राफ $(b)$ पहले चतुर्थांश में वोल्टेज के साथ धारा में इस घातीय वृद्धि को दर्शाता है,जो फॉरवर्ड बायस में $LED$ का विशिष्ट व्यवहार है।
ग्राफ $(a)$ फॉरवर्ड और रिवर्स बायस दोनों को दिखाता है,जो एक सामान्य डायोड के लिए है।
ग्राफ $(c)$ सौर सेल (solar cell) के अभिलक्षणों को दर्शाता है।
ग्राफ $(d)$ फोटोडायोड के अभिलक्षणों को दर्शाता है।

(D) सौर सेल एक ऐसा उपकरण है जो सौर ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। सौर विकिरण स्पेक्ट्रम में लगभग $1.5 \ eV$ के आसपास अधिकतम तीव्रता होती है। सौर विकिरण को कुशलतापूर्वक अवशोषित करने के लिए,सौर सेल में उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्री का बैंड गैप इस ऊर्जा सीमा से मेल खाना चाहिए। $1.0 \ eV$ और $1.8 \ eV$ के बीच बैंड गैप वाली सामग्रियां इस उद्देश्य के लिए आदर्श हैं,क्योंकि वे सौर स्पेक्ट्रम के एक महत्वपूर्ण हिस्से को अवशोषित कर सकती हैं। सिलिकॉन,जिसका बैंड गैप लगभग $1.1 \ eV$ है,सौर सेल के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सामग्री है।

(B) $LED$ द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्घ्य प्रयुक्त अर्धचालक पदार्थ की बैंड गैप ऊर्जा $(E_g)$ पर निर्भर करती है।
एल्युमीनियम गैलियम आर्सेनाइड $(AlGaAs)$ एक ऐसा अर्धचालक पदार्थ है जिसकी बैंड गैप ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के अवरक्त (इन्फ्रारेड) क्षेत्र के अनुरूप होती है।
इसलिए,$AlGaAs$ का उपयोग करके निर्मित $LED$ अवरक्त विकिरण उत्सर्जित करती है।

(B) फोटोडायोड एक $p-n$ जंक्शन डायोड है जो रिवर्स बायस में संचालित होता है।
रिवर्स बायस में,धारा मुख्य रूप से जंक्शन के पार अल्पसंख्यक आवेश वाहकों के ड्रिफ्ट के कारण होती है।
जब बैंडगैप ऊर्जा से अधिक ऊर्जा वाला प्रकाश (फोटॉन) फोटोडायोड पर गिरता है,तो यह अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न करता है।
ये फोटो-जनरेटेड अल्पसंख्यक वाहक विद्युत क्षेत्र द्वारा जंक्शन के पार खींच लिए जाते हैं,जिससे रिवर्स करंट बढ़ जाता है।
इसलिए,फोटोडायोड में रिवर्स करंट सीधे आपतित प्रकाश द्वारा उत्पन्न अल्पसंख्यक वाहकों की सांद्रता पर निर्भर करता है।

(A) प्रकाश की तीव्रता का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाने वाला उपकरण $Photodiode$ है।
$Photodiode$ एक विशेष प्रकार का $PN$ जंक्शन डायोड है जो प्रकाश के संपर्क में आने पर विद्युत धारा उत्पन्न करता है।
इसे विशेष रूप से रिवर्स बायस मोड में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
जब जंक्शन पर प्रकाश पड़ता है,तो यह इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े बनाता है,और आपतित प्रकाश की तीव्रता के साथ रिवर्स करंट बढ़ जाता है।
इसलिए,यह एक फोटोडिटेक्टर या फोटोसेंसर के रूप में कार्य करता है।

(C) सही उत्तर $C$ है।
$1$. पारंपरिक प्रकाश स्रोतों की तुलना में $LED$ अत्यधिक ऊर्जा कुशल होते हैं।
$2$. यदि उच्च गुणवत्ता के साथ निर्मित किया जाए तो $LED$ का परिचालन जीवनकाल बहुत लंबा होता है।
$3$. $LED$ द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की चमक को उसमें से प्रवाहित होने वाली फॉरवर्ड करंट को बदलकर आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है। इसलिए,यह कथन कि इसे नियंत्रित नहीं किया जा सकता है,गलत है।
$4$. $LED$ द्वारा उत्सर्जित प्रकाश मोनोक्रोमैटिक होता है और समय के साथ फीका नहीं पड़ता है।

(D) प्रकाश उत्सर्जक डायोड $(LED)$ एक अत्यधिक डोपित $p-n$ जंक्शन डायोड है जो फॉरवर्ड बायस होने पर स्वतःस्फूर्त विकिरण उत्सर्जित करता है।
फॉरवर्ड बायस स्थिति में,विभव प्राचीर (potential barrier) कम हो जाता है,जिससे $n$-क्षेत्र के इलेक्ट्रॉन और $p$-क्षेत्र के होल जंक्शन को पार कर सकते हैं।
ये आवेश वाहक जंक्शन पर पुनर्संयोजन (recombine) करते हैं और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं।
इसलिए,प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए $LED$ को हमेशा फॉरवर्ड बायस स्थिति में संचालित किया जाता है।

(B) इन उपकरणों का कार्य सिद्धांत इस प्रकार है:
$(1)$ फोटोवोल्टिक सेल सौर ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
$(2)$ फोटो-थर्मल उपकरण ऊष्मीय ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए सौर विकिरण को अवशोषित करते हैं।
$(3)$ फोटोडायोड एक प्रकाश-संवेदी उपकरण है जो प्रकाश के संपर्क में आने पर विद्युत धारा उत्पन्न करता है,लेकिन इसका उपयोग मुख्य रूप से एक डिटेक्टर के रूप में किया जाता है।
$(4)$ $LED$ (लाइट एमिटिंग डायोड) विद्युत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित करता है,जो सोलर सेल के कार्य के विपरीत है।
अतः,वे उपकरण जो मुख्य रूप से सौर ऊर्जा पर कार्य करते हैं,वे फोटोवोल्टिक सेल और फोटो-थर्मल उपकरण हैं।

(C) $LED$ की उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य उपयोग की गई अर्धचालक सामग्री के बैंड गैप पर निर्भर करती है। जिंक सेलेनाइड $(ZnSe)$ एक विस्तृत बैंड गैप वाला अर्धचालक है। जब $LED$ को जिंक सेलेनाइड का उपयोग करके बनाया जाता है,तो यह दृश्य स्पेक्ट्रम के नीले क्षेत्र में प्रकाश उत्सर्जित करता है।

(D) फोटोडायोड $p-n$ जंक्शन डायोड का एक विशेष प्रकार है जिसे रिवर्स बायस स्थितियों में काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह प्रकाश के प्रति संवेदनशील होता है। फोटोडायोड के प्रतीक में एक मानक $p-n$ जंक्शन डायोड प्रतीक के साथ दो तीर डायोड की ओर इशारा करते हुए होते हैं,जो यह दर्शाते हैं कि उस पर प्रकाश आपतित हो रहा है। चूंकि दी गई छवि एक ज़ेनर डायोड प्रतीक को दर्शाती है (जिसके कैथोड पर '$Z$' आकार के सिरे होते हैं),यह फोटोडायोड का प्रतिनिधित्व नहीं करती है। हालाँकि,मानक पाठ्यपुस्तकों के अनुसार,एक फोटोडायोड को आने वाली प्रकाश किरणों द्वारा पहचाना जाता है।

(D) फोटोडायोड $p-n$ जंक्शन डायोड का एक विशेष प्रकार है,जिसे एक पारदर्शी खिड़की के साथ बनाया जाता है ताकि प्रकाश डायोड पर गिर सके।
यह रिवर्स बायस स्थितियों में संचालित होता है।
जब अर्धचालक के ऊर्जा अंतराल $E_g$ से अधिक ऊर्जा $h
u$ वाला प्रकाश डायोड पर आपतित होता है,तो इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न होते हैं।
जंक्शन पर विद्युत क्षेत्र के कारण,ये आवेश वाहक पुनर्संयोजन से पहले अलग हो जाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप बाहरी सर्किट में धारा प्रवाहित होती है।
इस फोटो-करंट का परिमाण आपतित प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करता है।
इसलिए,सही कथन यह है कि यह हमेशा रिवर्स बायस में संचालित होता है।

(C) प्रकाश उत्सर्जक डायोड $(LED)$ एक अत्यधिक डोपित $p-n$ जंक्शन डायोड है।
जब डायोड को फॉरवर्ड बायस में रखा जाता है,तो $n$-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और $p$-क्षेत्र से होल्स जंक्शन क्षेत्र में प्रवेश करते हैं।
जंक्शन क्षेत्र में,ये आवेश वाहक पुनर्संयोजन (recombination) की प्रक्रिया से गुजरते हैं।
पुनर्संयोजन की प्रक्रिया के दौरान,मुक्त होने वाली ऊर्जा फोटॉन के रूप में होती है।
यदि अर्धचालक पदार्थ में उपयुक्त बैंड गैप है,तो उत्सर्जित फोटॉन की ऊर्जा दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम के अनुरूप होती है।
इसलिए,प्रकाश का उत्सर्जन होल्स और इलेक्ट्रॉनों के पुनर्संयोजन के कारण होता है।

(A) फोटोडायोड एक अर्धचालक $p-n$ जंक्शन उपकरण है जिसे विशेष रूप से रिवर्स बायस स्थितियों में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जब बैंडगैप ऊर्जा से अधिक ऊर्जा वाला प्रकाश जंक्शन पर पड़ता है,तो यह इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न करता है। रिवर्स बायस का विद्युत क्षेत्र इन आवेश वाहकों को जंक्शन के पार ले जाता है,जिससे एक फोटो करंट उत्पन्न होता है जो आपतित प्रकाश की तीव्रता के समानुपाती होता है।

(B) प्रकाश उत्सर्जक डायोड $(LED)$ एक अत्यधिक डोपित $p-n$ जंक्शन डायोड है जो अग्र अभिनति (forward bias) में होने पर प्रकाश उत्सर्जित करता है।
$LED$ के योजनाबद्ध प्रतीक में,तीर डायोड से बाहर की ओर इंगित करते हैं,जो प्रकाश के उत्सर्जन को दर्शाते हैं।
विकल्प $A$ एक फोटोडायोड को दर्शाता है (तीर डायोड की ओर इंगित करते हैं)।
विकल्प $B$ एक $LED$ को दर्शाता है (तीर डायोड से बाहर की ओर इंगित करते हैं)।
विकल्प $C$ एक सामान्य $p-n$ जंक्शन डायोड को दर्शाता है।
विकल्प $D$ एक जेनर डायोड को दर्शाता है।
अतः,$LED$ के लिए सही योजनाबद्ध प्रतीक विकल्प $B$ में दिखाया गया है।

(A) जब एक $p-n$ जंक्शन डायोड को अग्र अभिनत (forward biased) किया जाता है,तो विभव प्राचीर (potential barrier) कम हो जाता है,जिससे $n$-क्षेत्र के इलेक्ट्रॉन और $p$-क्षेत्र के कोटर (holes) जंक्शन को पार कर सकते हैं।
जंक्शन पर,ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित (recombine) होते हैं,और इस प्रक्रिया के दौरान मुक्त होने वाली ऊर्जा फोटॉन के रूप में उत्सर्जित होती है।
गैलियम आर्सेनाइड या इंडियम फॉस्फाइड जैसी विशिष्ट अर्धचालक सामग्रियों से बने डायोड में,यह ऊर्जा दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम के अनुरूप होती है।
ऐसे उपकरण को प्रकाश उत्सर्जक डायोड $(LED)$ कहा जाता है।

(B) $LED$ (लाइट एमिटिंग डायोड) एक भारी डोप्ड $p-n$ जंक्शन डायोड है जो फॉरवर्ड बायस में होने पर स्वतः विकिरण उत्सर्जित करता है। $LED$ के लिए उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्री में बैंड गैप ऊर्जा दृश्य स्पेक्ट्रम के अनुरूप होनी चाहिए। गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड $(GaAsP)$ या गैलियम फॉस्फाइड $(GaP)$ आमतौर पर उपयोग की जाने वाली सामग्री हैं। दिए गए विकल्पों में से,गैलियम आर्सेनाइड $(GaAs)$ $LED$ तकनीक में प्रकाश उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक मानक अर्धचालक है।