日期：2023-05-31
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;這些紅外攝像機像聚光燈一樣使用 IR LED，同時保持肉眼不可見。對 IR LED 的需求源于其多功能性。例如，IR LED 與幾種不同類型的傳感器結(jié)合使用，通常用于機器對機器環(huán)境和發(fā)射物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 應(yīng)用。
紅外線led一、如何工作
總之，IR LED 是一種特殊類型的二極管或簡單的半導(dǎo)體。我相信您還記得，電流在二極管中僅沿一個方向流動。隨著電流的流動，電子從二極管的一個區(qū)域落入另一個區(qū)域的空穴中。這是通過電子以光子的形式釋放能量而實現(xiàn)的，這個過程會產(chǎn)生光(電致發(fā)光)。還需要調(diào)制 IR LED 的發(fā)射，以將其用于電子應(yīng)用，以防止寄生觸發(fā)。調(diào)制使來自 IR LED 的信號比噪聲更突出。此外，紅外二極管具有對可見光不透明但對紅外線透明的封裝。總的來說，隨著紅外 LED 在遙控器、安全警報系統(tǒng)和幾乎所有其他電子設(shè)備中的廣泛使用，使它們極具成本效益。
紅外線led二、工作原理
從示意圖上看，LED的符號是圓圈內(nèi)有一個規(guī)則的二極管形狀，兩個小箭頭指向遠方，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 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。此外，標準尺寸 LED 的通?；虻湫凸ぷ麟娏骷s為 20 mA。此外，當使用高于 LED 正向電壓的直流電壓源操作 LED 時，需要使用串聯(lián)(降壓)電阻器來防止全電源電壓損壞 LED。LED 需要特別注意其電壓源需求。
紅外線led三、壓降示例電路
因此，讓我們考慮這兩個示例電路，一個使用 6 伏電源，另一個使用 24 伏電源，兩者都具有 20 毫安的設(shè)定 LED 電流。在我們的第一個例子中，(紅色)LED 的電壓下降了 1.6 伏;因此，電阻器上會出現(xiàn) 4.4 伏的壓降。此外，根據(jù)歐姆定律 (R=E/I)，為 20 mA 的 LED 電流選擇電阻器的大小就像取其壓降 (4.4 伏) 并將其除以電路電流 (20 mA) 一樣簡單，從而得出我們的數(shù)字為 220 Ω。在計算這個 220 Ω 電阻器的功耗時，我們將其壓降乘以電流 (P=IE)，結(jié)果為 88 mW，完全在 1/8 瓦電阻器的額定值范圍內(nèi)。
紅外線led四、增加電壓源影響
現(xiàn)在在我們的第二個例子中，我們探索增加電壓源的影響。更高的電池電壓將需要我們的降壓電阻器具有更高的電阻，并且可能還需要更高的額定功率。例如，降壓電阻器必須增加到 1.12 kΩ 的大小，以在 20 mA 時降低必要的 22.4 伏特，這樣 LED 仍然只接收 1.6 伏特。這種增加還意味著更高的電阻器功耗 448 mW。因此，很明顯，如果在此處使用額定功耗為 1/8 瓦甚至 1/4 瓦的電阻器將會過熱。IR LED 電路中降壓電阻的總體影響。
紅外線led五、整體功能
IR LED 電路中的降壓電阻對LED 的生命周期和整體功能至關(guān)重要。然而，與電阻的細微增加和減少相關(guān)的電路行為是非?？深A(yù)測的。此外，只要您了解這對 LED 性能意味著什么，下降電阻值不需要對您的 LED 電路精確。例如，假設(shè)我們要在早期的仿真模型中使用 1 kΩ 電阻器而不是 1.12 kΩ 電阻器?？傮w結(jié)果是電路電流和 LED 壓降略高。當然，這會導(dǎo)致 LED 發(fā)出更亮的光，并略微縮短生命周期(燒毀)。相反，一個值為 1.5 kΩ 而不是 1.12 kΩ 的降壓電阻器，這將導(dǎo)致更小的電路電流、更小的 LED 電壓和更低的 IR LED 光發(fā)射。總而言之，LED 對應(yīng)用功率的變化具有很強的耐受性;因此，除非您的設(shè)計需要，否則在確定降壓電阻器大小時可能不需要力求完美。
紅外線led六、電壓降
與所有 LED 一樣，IR LED 幾乎是所有電子設(shè)備的一部分。它們的成本效益和效率使它們成為電子領(lǐng)域中使用最廣泛的組件之一。因此，了解它們?nèi)绾伟l(fā)揮作用以及如何與它們所在的各種回路相互作用至關(guān)重要。我知道我們大多數(shù)人在遙控器無法工作或警報響起之前不會輕易想到紅外 LED。最后，在功能方面，IR LED 的壓降影響、功能、性能和生命周期。使用Cadence 的設(shè)計和分析工具套件，讓您的設(shè)計師和生產(chǎn)團隊共同努力，在您的所有 PCB 設(shè)計中實施適當?shù)?IR LED 壓降策略。Allegro PCB Designer是您當前和未來 PCB 設(shè)計中 LED 電路設(shè)計的布局解決方案。
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