红外线二极管

更新时间:2023-10-14 19:20

红外线二极管,由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓 GaAs)制成 PN结,外加正向偏压向 PN结注入电流激发红外光的二极管。它是窄带分布,为普通 CCD 黑白摄像机可感受的范围。其最大的优点是可以完全无红暴。

原理

红外二极管大多都是采用无色透明树脂封装或黑色、淡蓝色树脂封装三种形式,无色透明树脂封装的管子,可以透过树脂材料观察,若管芯下有一个浅盘,即是红外二极管,光电二极管和光电三极管无此浅盘;若是深色树脂封装的,可借助于万用表R×1k档进行区别,红外发光二极管的反向电阻通常为数百千欧至无穷大,其正向电阻有15~40kΩ之间(视不同型号和新旧程度而异);而光电二极管的正向电阻仅为10kΩ左右,光电三极管的正反向电阻均为无穷大(一律为遮光条件下所测值)。

特性

红外线二极管阳极(P极)电压加正,阴极(N极)电压加负,此时二极管所加之电压为正向电压,同时亦产生 正向电流,提供了红外线发光二极管发射出光束的能量,其发光的条件与一般的发 光二极管(LED)一样,只是红外线为不可见光。一般而言砷化镓的红外线发光二极 体约须1V,而镓质的红色发光二极管切入电压约须1.8V;绿色发光二极管切入电压 约须2.0V左右。当加入之电压超过切入电压之后,电流便急速上升,而周围温度对 二极管的切入电压影响亦很大,当温度较高时,将使其切入电压数值降低,反之, 切入电压升高。 红外线发光二极管工作在反向电压时,只有微小的漏电流,但反向电压超过崩 4溃电压时,便立即产生大量的电流,将使元件烧毁,一般红外线二极管反向耐压之 值约为3~6V,在使用时尽量避免有此一情形发生。

方向特性

红外线二极管的发射强度因发射方向而异。发射强度是以最大值为基准,方向角度即为发射强度的相对值。当方向角度为零度时,其放射强度定义为 100%,当方向角度越大时,其放射强度相对的减少,发射强度如由光轴取其方向角度一半时,其值即为峰值的一半,此角度称为方向半值角,此角度越小即代表元件之指向性越灵敏。一般使用红外线发光二极管均附有透镜,使其指向性更灵敏。

发射束特性

一般可见光的发光二极管其输出光的强度是以光度表示之,而不可见光如红外线发光二极管其输出光的能量大小,是以发射束 Fe 表示,其单位为瓦特。发射束的意义是单位时间内,所能发射、搬移光的能量的多寡。红外线发光二极管的发射束大体上也是随电流比例而定,如图《红外线二极管的方向特性》所示,为发射束和正向电流的特性曲线。同时,发射束亦受周围温度影响,温度下降时,发射束反而增强;温度上升时,则下降(正向电流一般都有一固定值),然而因热损失之故,元件上的温度便形增加,如此发光效率就会受到影响而降低。

发光频谱

发光二极管所发射的光波长,常因其所用的材料而异。砷化镓的红外线发光二极管,其峰值发光波长为 940~950 nm,其中虚线部分,是 Si 质光电晶体的相对分光感度,光电晶体的感光范围很大,其范围由 500nm到 1100nm,而其感光峰值约在 800nm左右,所以光电晶体除了平常用来做可见光线侦测外,也常用来做红外线接收器。但使用光电晶体当红外线接收器时,须注意其它光线的干扰,为排除干扰可以在接收器的放大部份加入一带通滤波器,以让红外线发光二极管发射出来光线的频率通过,如此可以减少很多不必要的干扰。

判断方法

1.用三用表测量识别可用500型或其他型号指针式三用表的Rxlk电阻挡,测量红外线二极管的极间电阻,以判别红外线二极管。

判据一:在红外二极管的端部不受光线照射的条件下调换表笔测量,发射管的正向电阻小,反向电阻大,且黑表笔接正极(长引脚)时, 电阻小的(1k—20k)是发射管。正反向电阻都很大的是接收管。

判据二:黑表笔接负极(短引脚)时电阻大的是发射管,电阻小并且三用表指针随着光线强弱变化时,指针摆动的是接收管。注:(1)黑表笔接正极,红表笔接负极时测量正向电阻。 ( 2)电阻大是指三用表指针基本不动。

包装外形

红外线发光二极管的包装种类分为三种,透镜消除型、陶瓷型及树脂分子型。若在使用环境上,用途上要求严格的话,应使用陶瓷型的最佳。红外线发光二极管的外型。

参数

主要参数

λpeak 峰值波长

主要波长有:850nm、870nm、880nm、940nm、980nm;

就辐射功率而言:850nm>880nm>940nm

应用

主要应用于彩电、录像机、影碟机、音响装置、空调器控制板,游戏机、投币机、遥控器、红外线摄像头、电子仪表,电表,水表,各种安防设备,各类红外遥控的产品系统中。

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