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?各種光電二極管類型之間的主要區(qū)別在于它們的結(jié)構(gòu)、靈敏度、響應(yīng)時間和噪聲特性。主要的光電二極管類型有:PN光電二極管、PIN光電二極管、雪崩光電二極管、肖特基光電二極管和MSM光電二極管。以下是每種類型的一些主要特征:PN 光電二極管結(jié)構(gòu)簡單,易于生產(chǎn),同時還具有低暗電流和低噪聲水平;然而,與其他光電二極管類型相比,它們的響應(yīng)時間往往更慢。PIN 光電二極管擁有比 PN 光電二極管更大的本征區(qū)域,從而導(dǎo)致更低的電容和更快的響應(yīng)時間——這兩個因素通常被用作高速應(yīng)用的賣點。
光電二極管定義——一種用作光電探測器的半導(dǎo)體二極管。光電二極管的用途是將能量從光子轉(zhuǎn)換成電流。當光子的能量被半導(dǎo)體表面吸收時,就會產(chǎn)生電流。在沒有光源參與的情況下,也會產(chǎn)生微不足道的電流。增加光電二極管的吸收面積會增加光的吸收,但也會增加響應(yīng)時間,即產(chǎn)生強度的時間。它的電氣特性取決于照亮它的光輻射。由于其具有透明窗口的特征外殼,很容易在其他半導(dǎo)體二極管中識別出該元件。內(nèi)部光電二極管組件構(gòu)造基于 pn 結(jié)或 pin 結(jié)構(gòu)(pin-在兩個 pn 摻雜半導(dǎo)體晶體之間具有本征或未摻雜層)。
紅外(IR)發(fā)射管是一種用于測量和檢測其周圍環(huán)境中紅外輻射的電子設(shè)備。那么什么是紅外輻射呢?紅外輻射 - 也稱為紅外光 - 是指波長比可見光長的電磁輻射。事實上,據(jù)說它涵蓋從大約 1 毫米到大約 700 納米(可見光譜的標稱紅邊)的波長。因此,它對人眼是不可見的,但可以通過皮膚上的溫暖感覺來檢測。紅外輻射 (IR) 是天文學(xué)家威廉·赫歇爾 (William Herschel) 在 1800 年意外發(fā)現(xiàn)的。當他計算每種顏色的光(由棱鏡隔開)的溫度時,赫歇爾觀察到紅光之外的溫度最高。需要注意的是,雖然紅外線的波長比可見光長,但它們在相同的電磁波譜上。任何散發(fā)熱量的東西——基本上溫度都在五開氏度以上——都會發(fā)出紅外線輻射。
目的是讓單個紅外 LED 照亮鳥箱內(nèi)部,讓 Pi NoIR 相機看到一些東西。890nm IR LED 與電視遙控器中的 LED 相同。唯一的區(qū)別是我們將持續(xù)保持它以幫助直播。為了安全起見,您應(yīng)該在 Raspberry Pi 關(guān)閉并從電源上拔下電源的情況下連接 LED。使用以下命令關(guān)閉 Pi:在關(guān)閉電源之前等待 ACT(活動)LED 停止閃爍。
這些傳感器在當今的電子產(chǎn)品中發(fā)揮著重要作用。例如,當用戶在室內(nèi)和室外環(huán)境之間移動時,它們用于在手持顯示器上保持一致的真實色彩和理想的亮度水平。它們還可以自動調(diào)整數(shù)碼相機中的 LCD 背光、白平衡和偏色校正,并在智能照明和其他功能中監(jiān)控 LED 顏色輸出。Vishay VEML 傳感器支持低透射率(暗)鏡頭設(shè)計,并為每個通道(R、G、B、C 和 IR)提供 16 位分辨率。峰值靈敏度包括:紅色:610nm、綠色:560nm、藍色:470nm、透明:590nm 和紅外:825nm。
紅外 (IR) 輻射涵蓋 800 nm 以上的波長范圍,并細分為 IR-A、IR-B 和 IR-C 范圍。這類器件的主力半導(dǎo)體外延是 AlGaAs。這種材料用于生產(chǎn)從紅色可見光范圍到 1550 nm λp 的器件。外延晶圓、制造的已知良好芯片、封裝的 LED、COB 緊湊型微陣列、模塊均作為標準產(chǎn)品提供。封裝 LED 包括:PTH 燈(3、5 毫米)、SMD(無鉛陶瓷、PLCC、電源封裝)。MARUBENI-OPTO?還提供 IR 光電晶體管和 PIN 光電二極管。
光敏二極管芯片的有效區(qū)域尺寸從 0.1 毫米到 3.0 毫米不等,可以針對特定應(yīng)用優(yōu)化選擇低暗電流、高速、光靈敏度和其他檢測器特性。InGaAs 光電二極管應(yīng)用包括光纖和自由空間光通信、醫(yī)療診斷(葡萄糖和血氣)、NIR-SWIR 監(jiān)測、IR 激光對準、紅外位置感測、光譜學(xué)、色譜法和化學(xué)分析。
紅外發(fā)光二極管(LED) 不用于點亮屏幕和監(jiān)控其他 LED 的方式;相反,它通常用于非視覺應(yīng)用和夜間照明。紅外線 LED的應(yīng)用取決于其納米 (nm) 或波長,通常使用 808nm 至 940nm 之間。紅外線 LED 設(shè)備在日常生活中用于電視遙控器和自動讀卡器。紅外 LED 的用途可分為直射式和反射式兩種,紅外 LED 與接收二極管的交互方式?jīng)Q定了 LED 的用途。
紅外接收頭 (IR LED) 是一種具有特殊用途的 LED,可發(fā)射 700 nm 至 1 mm 波長的紅外線。不同的 IR LED 可能會產(chǎn)生不同波長的紅外光,就像其他 LED 會產(chǎn)生不同顏色的光一樣。紅外傳感器是一種利用紅外技術(shù)檢測物體或環(huán)境變化的裝置。紅外傳感器可以檢測范圍廣泛的物理特性,例如溫度、運動和接近度。IR LED 通常由砷化鎵或砷化鋁鎵制成。作為紅外接收器的補充,它們通常用作傳感器。IR LED 的外觀與普通 LED 相同。
釘扎光電二極管 (PPD) 在 P 型或 N 型(分別)襯底層上方的 N 型或 P 型擴散層中分別具有淺注入(P+ 或 N+),因此中間擴散層可以完全耗盡多數(shù)載流子,如雙極結(jié)型晶體管的基區(qū)。PPD(通常是 PNP)用于CMOS 有源像素傳感器;索尼于 1975 年發(fā)明了一種帶有時鐘頂層 N 層的前身 NPN 變體,用于 CCD 圖像傳感器。
該電路在光伏模式下操作光電二極管,其中運算放大器將光電二極管兩端的電壓保持在 0 V。這是精密應(yīng)用中最常見的配置。光電二極管的電壓與電流曲線與普通二極管非常相似,不同之處在于整個曲線會隨著光照水平的變化而上下移動。圖 2a 顯示了典型的光電二極管傳遞函數(shù)。圖 2b 是傳遞函數(shù)的放大視圖,它顯示了光電二極管如何在沒有光的情況下輸出小電流。這種“暗電流”隨著光電二極管兩端反向電壓的增加而增加。大多數(shù)制造商指定光電二極管暗電流具有 10 mV 的反向電壓。
通常用于無線控制電子設(shè)備,主要是通過遙控器。電視遙控器和交流遙控器是紅外發(fā)射器的最佳示例。電視一般采用 TSOP1738 作為 IR 接收器,它感應(yīng)調(diào)制的 IR 脈沖并將其轉(zhuǎn)換為電信號。在我們的電路中,我們正在構(gòu)建紅外遙控器及其接收器。我們使用 IR LED 作為發(fā)射器,使用 TSOP1738 作為 IR 接收器。
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