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?紅外發(fā)光二極管 (IR LED) 是一種固態(tài)發(fā)光 (SSL) 器件,可產(chǎn)生紅外波段或電磁輻射光譜范圍內(nèi)的光。紅外 LED 可以經(jīng)濟(jì)高效地產(chǎn)生紅外光,紅外光是 700 納米至 1 毫米范圍內(nèi)的電磁輻射。各種紅外 LED 可以產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的紅外光,就像不同的 LED 產(chǎn)生不同顏色的光一樣。IR LED 還可用于許多類型的電子產(chǎn)品,例如電視遙控器和許多其他電子產(chǎn)品。它們甚至用于照相機(jī);這些紅外攝像機(jī)像聚光燈一樣使用 IR LED,同時(shí)保持肉眼不可見。
光電二極管通常使用兩種類型的半導(dǎo)體材料制造:P 型(摻雜正極材料的半導(dǎo)體)和 N 型(摻雜負(fù)極材料的半導(dǎo)體)。有時(shí),將 i 型半導(dǎo)體(沒有摻雜劑的半導(dǎo)體)添加到混合物中以創(chuàng)建 PiN 光電二極管。
IR LED 的工作原理,從示意圖上看,LED的符號(hào)是圓圈內(nèi)有一個(gè)規(guī)則的二極管形狀,兩個(gè)小箭頭指向遠(yuǎn)方,表示發(fā)光。LED 由與硅二極管不同的化學(xué)物質(zhì)制成,它們的正向壓降也會(huì)不同。一般而言,LED 的正向壓降比整流二極管大得多。它們的電壓范圍從 1.2 伏(IR)到超過(guò) 3.4 伏(紫外線或白色),具體取決于顏色。例如,IR LED 在 20 mA 正向電流下具有 1.2 伏特的正向電壓。
IR 接收器通常是紅外接收器,而在DE2-115集成的IR接收頭中,除了發(fā)射信號(hào)外,還有解調(diào)和變換的功能,并且可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大,不同IR的載頻接收機(jī)能解調(diào)的不同,本次板子解調(diào)的載頻為38KHzFPGA 由 IR Receiver 解碼部分設(shè)計(jì),需要注意的是 IR 接收頭會(huì)反方向發(fā)送信號(hào),所以從 IR 看接收端,接收到的信號(hào)與發(fā)送端相反。
光電二極管通常使用兩種類型的半導(dǎo)體材料制造:P 型(摻雜正極材料的半導(dǎo)體)和 N 型(摻雜負(fù)極材料的半導(dǎo)體)。有時(shí),將 i 型半導(dǎo)體(沒有摻雜劑的半導(dǎo)體)添加到混合物中以創(chuàng)建 PiN 光電二極管。光電二極管的典型封裝。
光敏二極管和光電晶體管都是將光能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體電子器件。因此,由于它們的相似功能,人們可能會(huì)混淆這兩種設(shè)備。光電二極管和光電晶體管都感測(cè)來(lái)自光源的光并產(chǎn)生強(qiáng)度與光強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。但是,這兩種設(shè)備在許多方面都大不相同。在本文中,我們將重點(diǎn)介紹光電二極管和光敏晶體管之間的所有顯著差異。讓我們從一些基礎(chǔ)知識(shí)開始,以便更容易理解它們之間的區(qū)別。
簡(jiǎn)而言之,紅外( IR ) 接收管模塊是一個(gè)組件,它從其關(guān)聯(lián)的發(fā)射器接收紅外信號(hào)并解釋請(qǐng)求。紅外技術(shù)在許多領(lǐng)域和應(yīng)用中都很普遍。這些紅外信號(hào)在近紅外 (NIR) 范圍內(nèi)以 840-960 納米的波長(zhǎng)從紅外接收器模塊傳輸。紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì) (IrDA) 制定了紅外線在無(wú)線數(shù)據(jù)通信中的使用標(biāo)準(zhǔn)。
紅外( IR ) 發(fā)射器和接收器存在于許多不同的設(shè)備中,但它們最常見于消費(fèi)電子產(chǎn)品中。這項(xiàng)技術(shù)的工作方式是一個(gè)組件以特定模式閃爍紅外線,另一個(gè)組件可以接收并轉(zhuǎn)化為指令。這些發(fā)射器和接收器用于遙控器和所有不同類型的設(shè)備,例如電視和DVD播放器。包含該技術(shù)的外圍設(shè)備還可以讓計(jì)算機(jī)控制各種其他消費(fèi)電子產(chǎn)品。由于紅外遙控器僅限于視線操作,因此某些產(chǎn)品可用于通過(guò)硬連線或射頻(RF) 傳輸來(lái)擴(kuò)展信號(hào)。
?有光時(shí),帶能量的光子進(jìn)入PN結(jié),將能量傳遞給共價(jià)鍵上的電子。一些電子脫離共價(jià)鍵,產(chǎn)生電子-空穴對(duì),也稱為光生載流子。光生載流子的數(shù)量是有限的,光前的多數(shù)載流子數(shù)量遠(yuǎn)大于光生載流子的數(shù)量。因此,光生載流子對(duì)載流子數(shù)量的影響很小,但少數(shù)載流子的數(shù)量影響很大。這就是光電二極管在反向電壓而不是正向電壓下工作的原因。因此,在反向電壓下,由光生載流子增加的少數(shù)載流子參與漂移運(yùn)動(dòng)。在 P 區(qū),光生電子擴(kuò)散到 PN 結(jié)。如果 P 區(qū)厚度小于電子擴(kuò)散長(zhǎng)度,則大部分光生電子將通過(guò) P 區(qū)到達(dá) PN 結(jié)。N區(qū)也是如此。
在做運(yùn)動(dòng)、學(xué)習(xí)等時(shí),知道心跳率信息是非常有用的。但是,心跳率計(jì)算起來(lái)可能很復(fù)雜。為了克服這個(gè)問題,使用了脈搏傳感器或心跳傳感器。這是一款主要為Arduino 板設(shè)計(jì)的即插即用傳感器,可供創(chuàng)客、學(xué)生、開發(fā)人員、藝術(shù)家使用,他們可以將心跳信息應(yīng)用到他們的項(xiàng)目中。該傳感器使用簡(jiǎn)單的光脈沖傳感器以及噪聲的放大和消除來(lái)制作電路。通過(guò)使用該電路,我們可以獲得快速可靠的心跳讀數(shù)。該電路可在 4mA 電流和 5V 電壓下運(yùn)行,用于移動(dòng)應(yīng)用。
心率監(jiān)測(cè)器 (HRM) 是您佩戴以連續(xù)測(cè)量心率的設(shè)備。它們檢測(cè)每個(gè)心跳并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞直?、健身可穿戴設(shè)備或手機(jī)應(yīng)用程序等接收器。數(shù)據(jù)顯示為每分鐘的心跳次數(shù)。使用帶有電極傳感器的胸帶的心率監(jiān)測(cè)器被認(rèn)為與心電圖 (EKG) 一樣準(zhǔn)確。這使它們與許多活動(dòng)監(jiān)視器和智能手表中的可穿戴心率傳感器區(qū)分開來(lái)。
光敏二極管是指消耗光能以產(chǎn)生電流的PN結(jié)二極管。我們也將它們稱為光電探測(cè)器、光探測(cè)器和光電傳感器。它們被設(shè)計(jì)為在反向偏置條件下工作。典型的光敏二極管材料是硅、鍺和砷化銦鎵。在本文中,我們將詳細(xì)研究光敏二極管的應(yīng)用。
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