日期：2024-08-13
發(fā)光二極管 (LED) 是一種半導(dǎo)體元件，當(dāng)電能通過(guò)時(shí)，它會(huì)通過(guò)電致發(fā)光發(fā)光。它們是非相干光源，能夠發(fā)射紫外線 (UV)、可見光和紅外線 (IR) 波長(zhǎng)范圍內(nèi)的高強(qiáng)度光輻射。與激光器相比，它們不是“點(diǎn)光源”，并且具有比激光器大得多的光譜帶寬，并且使用壽命長(zhǎng)。廣義上講，LED 可分為兩大類：在 UV-VIS 區(qū)域發(fā)光的 LED 和在 NIR-IR 區(qū)域發(fā)光的 LED?？梢姽?LED 通常用于顯示和照明應(yīng)用，而 NIR-IR 發(fā)光 LED 與光傳感器結(jié)合用于光開關(guān)、通信和傳感應(yīng)用。
大功率紅外led一、結(jié)構(gòu)和工作原理
LED 包含一個(gè) pn 結(jié)，類似于傳統(tǒng)二極管，由半導(dǎo)體中摻雜 p 型和 n 型雜質(zhì)形成。在結(jié)邊界處，會(huì)形成一個(gè)耗盡區(qū)，抑制電荷載流子的流動(dòng)。當(dāng)施加正向偏置電壓時(shí)，電子和空穴在 pn 結(jié)中復(fù)合，以光子(輻射復(fù)合)或熱量(非輻射過(guò)程)的形式釋放能量。該過(guò)程如圖1所示。光子的能量等于半導(dǎo)體導(dǎo)帶和價(jià)帶之間的能量差(帶隙能量)，對(duì)應(yīng)于特定波長(zhǎng)的光。因此，構(gòu)成 LED PN 結(jié)的半導(dǎo)體材料的帶隙能量決定了元件工作的中心波長(zhǎng)，從而決定了 LED 的發(fā)光顏色。一般來(lái)說(shuō)，LED 可以覆蓋整個(gè)可見波長(zhǎng)光譜，盡管它們的功率輸出和效率并不是在所有波長(zhǎng)上都一樣高。高帶隙(較短波長(zhǎng))材料。
大功率紅外led二、紅外 LED 的特性
紅外 LED 具有多種特性，使其適用于廣泛的應(yīng)用。紅外 LED 的一些關(guān)鍵特性包括：1. 波長(zhǎng)范圍：紅外 LED 發(fā)射紅外光譜中的光，波長(zhǎng)范圍通常為 700 納米至 1 毫米。紅外 LED 發(fā)射的特定波長(zhǎng)取決于其構(gòu)造中使用的半導(dǎo)體材料。2. 效率：紅外 LED 在將電能轉(zhuǎn)換為光能方面非常高效。這種效率對(duì)于功耗令人擔(dān)憂的應(yīng)用至關(guān)重要，例如便攜式設(shè)備或電池供電系統(tǒng)。3. 壽命：紅外 LED 的壽命很長(zhǎng)，通常連續(xù)運(yùn)行時(shí)間為 50,000 至 100,000 小時(shí)。這種長(zhǎng)壽命使它們成為維護(hù)或更換困難或成本高昂的應(yīng)用的理想選擇。4. 瞬時(shí)操作：紅外 LED 具有快速響應(yīng)時(shí)間，這意味著它們幾乎可以瞬間打開和關(guān)閉。此特性對(duì)于需要快速調(diào)制或切換光源的應(yīng)用至關(guān)重要。5.方向性：紅外 LED 發(fā)出定向光束，適合需要精確瞄準(zhǔn)光源的應(yīng)用。使用光學(xué)透鏡或反射器可進(jìn)一步增強(qiáng)這種定向輸出。
大功率紅外led三、應(yīng)用
紅外 LED 廣泛應(yīng)用于不同行業(yè)的各種應(yīng)用中。紅外 LED 的一些主要應(yīng)用包括：1. 遙控器：紅外 LED 通常用于電視、空調(diào)和其他電子設(shè)備的遙控設(shè)備。LED 發(fā)出的紅外光被接收設(shè)備中的傳感器拾取，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信和控制。2. 安全系統(tǒng)：紅外 LED 是安全系統(tǒng)不可或缺的一部分，例如監(jiān)控?cái)z像頭和運(yùn)動(dòng)傳感器。紅外光對(duì)人眼不可見，但可以被配備紅外傳感器的攝像頭檢測(cè)到，從而實(shí)現(xiàn)夜視功能。3. 通信設(shè)備：紅外 LED 用于光通信系統(tǒng)，用于在短距離內(nèi)無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)。紅外光可以攜帶不受射頻信號(hào)干擾的數(shù)據(jù)信號(hào)，使其適用于安全通信應(yīng)用。4. 汽車應(yīng)用：紅外 LED 越來(lái)越多地用于汽車應(yīng)用，例如接近傳感器、剎車燈和室內(nèi)照明。紅外傳感器可以檢測(cè)車輛周圍的物體并協(xié)助停車輔助系統(tǒng)。5.醫(yī)療設(shè)備：紅外 LED 用于醫(yī)療設(shè)備，用于光療、血氧飽和度監(jiān)測(cè)和熱成像等應(yīng)用。紅外光穿透組織的能力使其對(duì)非侵入性醫(yī)療程序很有價(jià)值。6. 工業(yè)自動(dòng)化：紅外 LED 用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，用于物體檢測(cè)、位置感應(yīng)和條形碼掃描等任務(wù)。紅外傳感器的可靠性和速度使其非常適合制造和物流應(yīng)用。
大功率紅外led四、電壓
這是一個(gè)很有用的小表格!第一行告訴我們LED 上的正向電壓降是多少。正向電壓是使用 LED 時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的術(shù)語(yǔ)。這個(gè)數(shù)字將幫助您確定電路需要為 LED 提供多少電壓。如果您有多個(gè) LED 連接到單個(gè)電源，這些數(shù)字非常重要，因?yàn)樗?LED 的正向電壓加在一起不能超過(guò)電源電壓。我們將在本教程的深入研究部分中更深入地討論這個(gè)問題。
大功率紅外led五、視角
接下來(lái)，我們得到一個(gè)扇形圖，它表示 LED 的視角。不同樣式的 LED 會(huì)結(jié)合透鏡和反射器，以便將大部分光線集中在一個(gè)地方或盡可能廣泛地散布光線。有些 LED 就像泛光燈一樣，向各個(gè)方向發(fā)射光子;其他 LED 的方向性很強(qiáng)，除非你直視它們，否則你無(wú)法分辨它們是否亮著。要讀懂這個(gè)圖，請(qǐng)想象 LED 直立在它下面。圖上的“輻條”表示視角。圓線表示強(qiáng)度占最大強(qiáng)度的百分比。這個(gè) LED 的視角非常窄。你可以看到，直視 LED 時(shí)它最亮，因?yàn)樵?0 度時(shí)藍(lán)線與最外圈相交。要獲得 50% 的視角，即光線強(qiáng)度減半的角度，請(qǐng)沿著圖上的 50% 圓圈，直到它與藍(lán)線相交，然后沿著最近的輻條讀出角度。對(duì)于這個(gè) LED，50% 的視角約為 20 度。
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