Az infravörös fénykibocsátó diódák bevezetése

Az infravörös fénykibocsátó diódák bevezetése

Az infravörös fénykibocsátó diódák (LED-ek, és IR LED-nek is nevezzük) félvezető eszközök, amelyek fényt bocsátanak ki az infravörös spektrumban, amikor egy elektromos áram áthalad rajta. Ezek az SMD LED és a DIP LED alapvető elemekké váltak különféle alkalmazásokban, ideértve a távirányítókat, a biztonsági rendszereket, a kommunikációs eszközöket és az éjszakai látástechnológiát. Részletesen megmondjuk az infravörös LED -ek meghatározását, összetételét, munkáját, jellemzőit és alkalmazásait.

Az infravörös fénykibocsátó diódák (LED-ek) meghatározása. Az infravörös LED egy olyan típusú fénykibocsátó dióda, amely fényt bocsát ki az elektromágneses spektrum infravörös régiójában. Az infravörös spektrum általában körülbelül 700 nanométer (NM) és 1 milliméter (mm) hullámhosszon, a látható spektrum piros végén túl. Az infravörös LED -eket kifejezetten úgy tervezték, hogy fényt bocsátanak ki ebben a tartományban, így szabad szemmel láthatatlanná válnak, de infravörös érzékelők és kamerák által kimutathatók.

Az infravörös LED -ek összetétele

Az infravörös LED -ek (ide tartoznak a 940 nm LED, 850 nm LED, 730 nm LED, 1050 Nm LED, 1550 nm LED stb.), Általában félvezető anyagokból állnak, amelyek fényt bocsátanak ki, amikor az áram áramlik rajtuk keresztül. Az infravörös LED -ekben a leggyakrabban használt félvezető anyagok a gallium -arzenid (GAAS), a gallium -arzenid -foszfid (GAASP) és a Gallium -alumínium -arzenid (GAALAS). Ezeket az anyagokat úgy választják meg, hogy képesek legyenek fényt bocsátani az infravörös spektrumban és kompatibilitást a LED -ek gyártási folyamataival. Az infravörös LED szerkezete több réteg félvezető anyagból áll. A legalapvetőbb szerkezet magában foglalja az N-típusú félvezető réteget és a P-típusú félvezető réteget, amelyet az aktív régió néven ismert csomópont választ el. Ha előremenő feszültséget alkalmaznak a PN csomóponton, az elektronok és lyukak az aktív régióban rekombinálnak, és az energiát fotonok formájában szabadítják fel. Ezen fotonok energiája megfelel a kibocsátott fény hullámhosszának, amely infravörös LED -ek esetében az infravörös spektrumba esik.

Az infravörös LED -ek működési elve

Az infravörös LED működési alapelve az elektrolumineszcencia jelenségén alapul, ahol a fénykibocsátás a töltőhordozók (elektronok és lyukak) rekombinációjának eredményeként fordul elő félvezető anyagban. Ha előre torzítás feszültséget alkalmaznak a LED PN csomópontjára, az N-típusú régióból származó elektronokat és a P-típusú régió lyukait injektálják az aktív régióba. Az aktív régióban az elektronok lyukakkal rekombinálnak, az energiát felszabadítják, és az energiát bocsátják be. A fotonok formája. A félvezető anyag energia sávsávja határozza meg a kibocsátott fény hullámhosszát. Az infravörös LED -ek esetében a sávszélességet úgy tervezték, hogy fényt bocsát ki az infravörös spektrumban, amely láthatatlan az emberi szem számára, de infravörös érzékelők és kamerák észlelhetők.

Az infravörös LED -ek jellemzői

Az infravörös LED -ek számos olyan tulajdonságot mutatnak, amelyek sokféle alkalmazásra alkalmassá teszik őket. Az infravörös LED -ek néhány kulcsfontosságú jellemzője a következők: 1. Hullámhossz -tartomány: Az infravörös LED -ek fényt bocsátanak ki az infravörös spektrumban, általában 700 nanométer és 1 milliméter hullámhosszig terjednek. Az infravörös LED által kibocsátott specifikus hullámhossz az építés során használt félvezető anyagtól függ. Hatékonyság: Az infravörös LED -ek rendkívül hatékonyak az elektromos energia fényenergiává történő átalakításában. Ez a hatékonyság elengedhetetlen az alkalmazásoknál, ahol az energiafogyasztás aggodalomra ad okot, például a hordozható eszközökben vagy az akkumulátorral működtetett rendszerekben.3. Élettesség: Az infravörös LED -ek hosszú élettartamúak, általában 50 000 és 100 000 óra folyamatos működése. Ez a hosszú élettartam ideálissá teszi őket olyan alkalmazásokhoz, ahol a karbantartás vagy a csere nehéz vagy költséges.4. Azonnali művelet: Az infravörös LED -ek gyors válaszidővel rendelkeznek, azaz szinte azonnal be- és kikapcsolhatnak. Ez a tulajdonság elengedhetetlen azokhoz az alkalmazásokhoz, amelyek gyors modulációt vagy fényforrás váltást igényelnek.5. Irányítóság: Az infravörös LED -ek egy irányított gerendában bocsátanak ki fényt, így alkalmassá teszik azokat olyan alkalmazásokra, ahol a fényforrás pontos megcélzása szükséges. Ez az irányított kimenet tovább javítható optikai lencsék vagy reflektorok használatával.

Az infravörös LED -ek alkalmazása

Az infravörös LED -ek széles körű felhasználást találnak a különféle iparágakban. Az infravörös LED -ek néhány kulcsfontosságú alkalmazása a következők: 1. Távirányító: Az infravörös LED -eket általában használják a távirányító eszközökben a televíziók, a légkondicionálók és más elektronikus készülékek számára. A LED által kibocsátott infravörös fényt egy érzékelő veszi fel a fogadó eszközben, lehetővé téve a vezeték nélküli kommunikációt és a vezérlést.2. Biztonsági rendszerek: Az infravörös LED -ek a biztonsági rendszerek szerves részét képezik, például megfigyelő kamerák és mozgásérzékelők. Az infravörös fény láthatatlan az emberi szem számára, de az infravörös érzékelőkkel felszerelt kamerákkal észlelhető, lehetővé téve az éjszakai látási képességeket.3. Kommunikációs eszközök: Az infravörös LED -eket optikai kommunikációs rendszerekben használják az adatok vezeték nélküli továbbítására rövid távolságonként. Az infravörös fény olyan adatjeleket hordozhat, amelyek immunisek a rádiófrekvenciás jelek beavatkozása ellen, így alkalmassá teszi a biztonságos kommunikációs alkalmazásokhoz.4. Autóipari alkalmazások: Az infravörös LED -eket egyre inkább használják az autóipari alkalmazásokban, például a közelségérzékelőkben, a féklámpákban és a belső világításban. Az infravörös érzékelők felismerhetik a jármű környezetében lévő tárgyakat és segíthetnek a parkolási segédeszközökben.5. Orvosi eszközök: Az infravörös LED -eket orvosi eszközökben alkalmazzák olyan alkalmazásokhoz, mint a fototerápia, a vér oxigéntelítettségének megfigyelése és a termikus képalkotás. Az infravörös fény azon képessége, hogy behatoljon a szövetekbe, értékessé teszi a nem invazív orvosi eljárásokhoz.6. Ipari automatizálás: Az infravörös LED -eket az ipari automatizálási rendszerekben használják olyan feladatokhoz, mint az objektum észlelése, a helyzetérzékelés és a vonalkód -szkennelés. Az infravörös érzékelők megbízhatósága és sebessége jól alkalmassá teszi őket a gyártási és logisztikai alkalmazásokhoz.

Következtetés

Az infravörös fénykibocsátó diódák (LED-ek) olyan félvezető eszközök, amelyek fényt bocsátanak ki az infravörös spektrumban, és értékessé teszik őket a láthatatlan fényforrások igénybevételéhez. Az infravörös LED -ek összetétele, működési alapelve, tulajdonságai és alkalmazásai sokoldalú és alapvető elemké teszik őket a különféle iparágakban, ideértve az elektronikát, a kommunikációt, az autóipari, az egészségügyi ellátást és a biztonságot. Mint az infravörös LED -ek várhatóan növekedni fognak. Az infravörös LED -ek alapelveinek és alkalmazásainak megértésével a mérnökök és a kutatók továbbra is innovációt folytathatnak és új technológiákat fejleszthetnek ki, amelyek kihasználják az infravörös fény egyedi tulajdonságait a különféle alkalmazásokhoz.