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紅外線二極管
閱讀�19120�(shí)間:2010-12-13 00:54:28

  紅外�二極�由紅外輻射效率高的材料(常用砷化� GaAs)制� PN�(jié),外加正向偏壓向 PN�(jié)注入電流激�(fā)紅外光的二極管。光譜功率分布為中心波長(zhǎng) 830�950nm,半峰帶寬約 40nm 左右,它是窄帶分�,為普� CCD 黑白攝像�(jī)可感受的范圍。其的優(yōu)�(diǎn)是可以完全無(wú)紅暴,(采用 940�950nm波長(zhǎng)紅外管)或僅有微弱紅暴(紅暴為有可見(jiàn)紅光)和壽命�(zhǎng)�

特性介�

  1、包裝與外型

  紅外線發(fā)光二極管的包裝種類分為三種,透鏡消除�、陶瓷型及樹(shù)脂分子型。若在使用環(huán)境上,用途上要求�(yán)格的�,應(yīng)使用陶瓷型的。紅外線�(fā)光二極管的外�,如圖所��

  2、電流—電壓特�

  紅外線發(fā)光二極管其電氣的電路符號(hào)及特性曲線,如下圖所�。陽(yáng)極(P極)�  壓加正,陰極(N極)電壓加負(fù),此�(shí)二極管所加之電壓為正向電�,同�(shí)亦產(chǎn)生正向電�,提供了紅外線發(fā)光二極管�(fā)射出光束的能�,其�(fā)光的條件與一般的�(fā)光二極管(LED)一�,只是紅外線為不可見(jiàn)�。一般而言砷化鎵的紅外線發(fā)光二極體約須 1V,而鎵�(zhì)的紅色發(fā)光二極管切入電壓約須 1.8V;綠色發(fā)光二極管切入電壓約須 2.0V左右。當(dāng)加入之電壓超�(guò)切入電壓之后,電流便急速上�,而周圍溫度對(duì)二極管的切入電壓影響亦很大,�(dāng)溫度較高�(shí),將使其切入電壓�(shù)值降�,反�,切入電壓降��

  紅外線發(fā)光二極管工作在反向電壓時(shí),只有微小的漏電�,但反向電壓超過(guò)崩潰電壓�(shí),便立即�(chǎn)生大量的電流,將使元件燒毀,一般紅外線二極管反向耐壓之值約� 3~6V,在使用�(shí)盡量避免有此一情形�(fā)��

  3、損�

  紅外線發(fā)光二極管的熱損失,是因元件所外加的電� VF,產(chǎn)生的電流 IF累積而來(lái)的,除了一小部份能量做為光的發(fā)射外,大部份形成熱能而散�(fā),所散發(fā)的熱能即所謂的損失。元件的功率損�,在值的 60%以下范圍內(nèi),元件使用上�(huì)很安�,功率的損其值與周圍溫度亦有�(guān)系�

  4、發(fā)射束電流特�

  一般可�(jiàn)光的�(fā)光二極管其輸出光的強(qiáng)度是以光度表示之,而不可見(jiàn)光如紅外線發(fā)光二極管其輸出光的能量大小,是以�(fā)射束 Fe 表示,其單位為瓦特。發(fā)射束的意義是單位�(shí)間內(nèi),所能發(fā)�、搬移光的能量的多寡。紅外線�(fā)光二極管的發(fā)射束大體上也是隨電流比例而定,如下圖所�,為�(fā)射束與正向電流的特性曲線。同�(shí),發(fā)射束亦受周圍溫度影響,溫度下降時(shí),發(fā)射束反而增�(qiáng);溫度上升時(shí),則下降(正向電流一般都有一固定值),然而因熱損失之�,元件上的溫度便形增�,如此發(fā)光效率就�(huì)受到影響而降��

  5、發(fā)光頻�

  �(fā)光二極管所�(fā)射的光波�(zhǎng),常因其所用的材料而異。砷化鎵的紅外線�(fā)光二極管,其峰值發(fā)光波�(zhǎng)� 940~950 nm,其中虛線部分,� Si �(zhì)光電晶體的相�(duì)分光感度,光電晶體的感光范圍很大,其范圍� 500nm� 1100nm,而其感光峰值約� 800nm左右,所以光電晶體除了平常用�(lái)做可�(jiàn)光線偵測(cè)外,也常用來(lái)做紅外線接收�。但使用光電晶體�(dāng)紅外線接收器�(shí),須注意其它光線的干擾,為排除干擾可以在接收器的放大部份加入一帶通濾波器,以讓紅外線�(fā)光二極管�(fā)射出�(lái)光線的頻率通過(guò),如此可以減少很多不必要的干��

  5、方向特�

  紅外線發(fā)光二極管的發(fā)射強(qiáng)度因�(fā)射方向而異。發(fā)射強(qiáng)度是以值為基準(zhǔn),方向角度即為發(fā)射強(qiáng)度的相對(duì)�。當(dāng)方向角度為零度時(shí),其放射�(qiáng)度定義為 100�,當(dāng)方向角度越大�(shí),其放射�(qiáng)度相�(duì)的減�,發(fā)射強(qiáng)度如由光軸取其方向角度一半時(shí),其值即為峰值的一半,此角度稱為方向半值角,此角度越小即代表元件之指向性越靈敏。一般使用紅外線�(fā)光二極管均附有透鏡,使其指向性更靈敏�

  6、距離特�

  紅外線發(fā)光二極管的幅射強(qiáng)�,依光軸上的距離而變,亦隨受光元件的不同而變。基本上光量度是隨距離的平方成反�,且和受光元件特性不同有�(guān)�

  7、響�(yīng)特�

  響應(yīng)特性所指的�,紅外線�(fā)光二極管加入電流�,至�(fā)光的�(shí)間,一般紅外線�(fā)光二極管的響�(yīng)�(shí)間是隨其制作方法不同而異?,F(xiàn)在最快的是液體成�(zhǎng)型紅外線�(fā)光二極管,其響應(yīng)速度約在 1~3uS  ,亦即在適當(dāng)�(diào)節(jié)�,其使用頻率約在 300KHz 以下�

主要參數(shù)

  1、λpeak  峰值波�(zhǎng)

  主要波長(zhǎng)有:850nm�870nm�880nm�940nm�980nm�

  就輻射功率而言�850nm>880nm>940nm

  就價(jià)格而言�  850nm>880nm>940nm

  �(xiàn)在市�(chǎng)上使用較多為 850nm � 940nm;因?yàn)?850nm �(fā)射功率大,照射的距離較遠(yuǎn),所以主要用于紅外監(jiān)控器材上;� 940nm主要用于家電類的紅外遙控器上�

  2、△λ  半峰帶寬:半峰值對(duì)�(yīng)的波�(zhǎng)帶寬,一般為 40nm左右�

  3、Ee  輻射�(qiáng)度:Power(單位:W,W/sr,W/cm2)

  (注:輻射強(qiáng)�----指點(diǎn)輻射源在某方向上單位立體角內(nèi)傳送的輻射通量,輻射強(qiáng)度的 SI 單位為瓦/球面度。多�(shù)輻射源的輻射�(qiáng)度隨方向而變。)

  輻射�(qiáng)度用以表示紅外線�(fā)光二極管(IR)其輻射紅外線能量之大小�

  輻射�(qiáng)�(Power)與輸入電�(If)成正��

  �(fā)射距離與輻射�(qiáng)�(Power)  成正��

  W/sr︰表示紅外線輻射�(qiáng)度的單位,為 IR �(fā)射紅外線光之單位立體�(sr)所輻射出的光功率的大小�

  W/cm2︰表示照度的單位,為 sensor 單位面積(cm2)所接收 IR �(fā)射之輻射功率的大��

  4�2θ1/2:半功率角︰

  指紅外線二極管其上下或左右兩邊所輻射出之紅外線強(qiáng)度為該組件輻射強(qiáng)度的 50%�(shí),其上下或左右兩邊所夾的角度稱為半功率角�

  5� If  正向連續(xù)電流

  6� Ipeak  正向峰值脈沖電�

  7� Vr  反向電壓

  8� Ir  反向漏電�

  9� P功率

  10、工作溫度范圍(半導(dǎo)體器件對(duì)溫度比較敏感��

特點(diǎn)

  易與晶體管集成電路相匹配。體積小、重量輕、結(jié)�(gòu)�(jiān)固耐震、可靠性高�

�(shí)�

  紅外�(fā)光二極管�(shí)�

  紅外�(fā)光二極管,外形與普通發(fā)光二極管、光電二極管和光電三極管相似,極易造成混淆,應(yīng)�(dāng)注意辨別。紅外發(fā)光二極管大多采用�(wú)色透明�(shù)脂封裝或黑色、淡�(lán)色樹(shù)脂封裝三種形�,無(wú)色透明�(shù)脂封裝的管子,可以透過(guò)�(shù)脂材料觀�,若管芯下有一�(gè)淺盤,即是紅外發(fā)光二極管,光電二極管和光電三極管�(wú)此淺盤;

  紅外�(fā)光二極管的極�

  通常較長(zhǎng)的引腳為正極,另一腳為�(fù)極。如果從引腳�(zhǎng)度上�(wú)法辨�(shí)(比如已剪短引腳的),可以通過(guò)�(cè)量其正反向電阻確定之。數(shù)字萬(wàn)用表,測(cè)得正向電阻較小時(shí),紅表筆為正。(若是指針式萬(wàn)用表剛好相反,這與電表�(nèi)部電池極性有�(guān)系)

  �(bǔ)充:一般通過(guò)�(cè)量紅外發(fā)光二極管的正反向電阻,還可以在很大程度上推測(cè)其性能的優(yōu)�。如果測(cè)得正向電阻值接近于零,則應(yīng)�(bào)�。如果反向電阻只有數(shù)千歐姆,甚至接近于零,則管子必壞�(wú)�;它的反向電阻愈大,表明其漏電流愈小,質(zhì)量愈��

�(yīng)�

  適用于各類光電檢�(cè)器的信號(hào)光源�

  適用于各類光電轉(zhuǎn)換的自動(dòng)控制儀�,傳感器等�

  根據(jù)�(qū)�(dòng)方式,可獲得�(wěn)定光、脈沖光、緩變光,常用于遙控、報(bào)警、無(wú)線通信等方��

注意事項(xiàng)

  紅外�(fā)光二極管�(yīng)保持清潔、完好狀�(tài),尤其是其前端的球面形發(fā)射部分既不能存在臟垢之類的污染物,更不能受到摩擦損傷,否�,從管芯�(fā)出的紅外光將�(chǎn)生反射及散射�(xiàn)�,直接影響到紅外光的傳播�

  紅外�(fā)光二極管在工作過(guò)程中其各�(xiàng)參數(shù)均不得超�(guò)極限值,因此在代換選型時(shí)�(yīng)�(dāng)注意原裝管子的型�(hào)和參�(shù),不可隨意更�。另外,也不可任意變更紅外發(fā)光二極管的限流電��

  由于紅外光波�(zhǎng)的范圍相�(dāng)寬,故紅外發(fā)光二極管必須與紅外接收二極管配對(duì)使用,否則將影響遙控的靈敏度,甚至造成失控。因此在代換選型�(shí),要?jiǎng)?wù)必關(guān)注其所輻射紅外光信�(hào)的波�(zhǎng)參數(shù)�

  紅外�(fā)光二極管封裝材料的硬度較�,它的耐高溫性能更差,為避免損壞,焊�(diǎn)�(yīng)�(dāng)晝遠(yuǎn)離引腳的根部,焊接溫度也不能太高,時(shí)間更不宜�(guò)�(zhǎng),用金屬鑷子夾住引腳的根�,以散熱。引腳彎折開(kāi)�(guān)的定型應(yīng)�(dāng)在焊接之前完�,焊接期間管體與引腳均不得受力。焊接后的器件引線割�,需冷卻后�(jìn)��

  紅外�(fā)射二極管的發(fā)光功率與光敏器件的靈敏度因封裝而有角分�,使用時(shí)注意安裝的指向調(diào)�,更換時(shí)亦應(yīng)做相�(yīng)�(diào)�。注意管子的極性,管子不要與電路中的發(fā)熱元件靠��

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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