日期：2024-09-10
紅外發(fā)射管是用來產(chǎn)生紅外光的電子元件，在很多現(xiàn)代科技中都發(fā)揮著重要作用。下面我們一起來了解一下紅外發(fā)射管的知識吧。首先紅外發(fā)射管的工作原理是通過電流的流動，激發(fā)半導體材料內(nèi)部的電子，使電子躍遷釋放能量，產(chǎn)生紅外光。這種紅外光波長較長，人眼無法感知，但可以被紅外接收器等設備接收和解碼。其次紅外發(fā)射管的應用范圍非常廣泛，被廣泛應用于遙控器、安防監(jiān)控系統(tǒng)、醫(yī)療設備等各個領域。在遙控器中，紅外發(fā)射器作為發(fā)射器，將信號轉(zhuǎn)換成紅外光來控制家用電器的開關和功能。在安防監(jiān)控系統(tǒng)中，用于紅外攝像機、傳感器等，對目標進行監(jiān)視和探測。在醫(yī)療設備中，紅外發(fā)射管用于體溫計、血糖儀等設備，測量人體的生理數(shù)據(jù)。
紅外發(fā)射管一、光信號
此外，紅外線發(fā)射管還具有反應速度快、耗電少、壽命長等特點，能在短時間內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的紅外光信號，同時節(jié)省能源、延長使用壽命，在各種應用中具有極高的性價比。總而言之，紅外線發(fā)射管作為重要的電子元件，為現(xiàn)代科技的發(fā)展與進步做出了重大貢獻，了解其工作原理與應用領域，可以更好地利用紅外線技術，提高設備操作的便捷性與效率，推動技術的不斷創(chuàng)新與發(fā)展。紅外接近傳感器是一種紅外接近傳感器，它既可以發(fā)射紅外光，又可以接收反射的紅外光并反饋前方有無障礙物。
紅外發(fā)射管二、原理
紅外發(fā)射管是由紅外發(fā)光二極管瞬間發(fā)光體，用具有紅外輻射效率的材料(常用砷化鎵)制成的PN結(jié)，正向偏置時給PN結(jié)注入電流，激發(fā)紅外光。紅外接收管是將紅外光信號以電信號形式發(fā)射出來的半導體器件，其核心部件是特殊材料制作的PN結(jié)，隨著紅外光強度的增大電流也增大，輸出的模擬信號也增大。當檢測方向遇到障礙物(反射面)時，紅外光被反射回來被接收管接收，經(jīng)過LM393比較器處理后輸出數(shù)字信號，同時綠色指示燈亮起，通過電位器旋鈕可調(diào)節(jié)檢測距離。
紅外發(fā)射管三、優(yōu)點
其環(huán)境適應性比可見光更好，特別是在夜間和惡劣天氣下工作;隱蔽性能好，一般是被動接收目標信號，比雷達、激光探測更安全、保密性好，不易受干擾;它是利用目標與背景之間的溫差和發(fā)射率差形成的紅外輻射特性進行探測，因而對偽裝目標的識別能力比可見光更好;與雷達系統(tǒng)相比，紅外系統(tǒng)體積小、重量輕、功耗低。根據(jù)紅外傳感器的上述性能特點，可以開發(fā)出各種不同的紅外探測器，根據(jù)應用功能和場所不同主要應用于以下領域。紅外接收頭有兩種類型：光電二極管和光電晶體管。光電二極管是將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，而光電晶體管也是將電信號放大。因此，光電晶體管也分為兩種類型，即NPN型和PNP型。
紅外發(fā)射管四、玻璃透鏡
在紅外接收管的管殼上有一個可以讓光線進入的玻璃透鏡，入射光穿過透鏡后精確反射到管芯上。紅外接收二極管芯片是一個具有光敏性質(zhì)的PN結(jié)，封裝在管殼內(nèi)部。紅外接收管芯的光敏面是經(jīng)過擴散技術在N型單晶硅上形成的一層薄膜。它的管芯和管芯上的PN結(jié)面積做得較大，而管芯上的電極面積做得較小，PN結(jié)深度比普通半導體二極管更淺。這些結(jié)構(gòu)特點都是為了提高光電轉(zhuǎn)換能力。另外，和普通半導體二極管一樣，在硅片上生長了一層SiO2維護層，以維護PN結(jié)的邊緣，從而提高晶體管的穩(wěn)定性，減少暗電流。
紅外發(fā)射管五、PN結(jié)面積
為了在較大的面積上容納更多的入射光，紅外接收管的PN結(jié)面積要做得比較大，而電極面積要盡量減小。另外PN結(jié)的深度很淺，通常小于1微米。紅外接收管是在反向電壓的作用下工作的，在沒有光照時，反向電流很小(通常小于0.1微安)，這個電流稱為暗電流。當受到紅外光照射時，攜帶能量的紅外光子進入PN結(jié)，把能量傳遞給共價鍵上的束縛電子，使局部電子脫離共價鍵，產(chǎn)生電子空穴對(稱為光生載流子)，在反向電壓的作用下參與漂移運動，引起反向電流的明顯增加。光照強度越大，反向電流越大，這種特性稱為“光電導性”。紅外接收管在正常光照下產(chǎn)生的電流稱為光電流。如果在外電路上接一個負載，那么在負載上就會得到一個電信號，這個電信號會隨著光的變化而發(fā)生相應的變化。紅外接收管的作用是起光電轉(zhuǎn)換的作用，廣泛應用于光控、紅外遙控、光檢測、光纖通訊、光電耦合等領域。
紅外發(fā)射管六、組合
紅外接收器或紅外傳感器檢測紅外發(fā)射器發(fā)出的輻射。紅外接收器采用光電二極管和光電晶體管的形式。紅外光電二極管與普通光電二極管不同，因為它們僅檢測紅外輻射。下圖顯示了紅外接收器或光電二極管的圖片，根據(jù)波長、電壓、封裝等不同，紅外接收器有不同類型。當用于紅外發(fā)射器 - 接收器組合時，接收器的波長應與發(fā)射器的波長匹配。發(fā)射器是紅外 LED，檢測器是紅外光電二極管。紅外光電二極管對紅外 LED 發(fā)出的紅外光敏感。光電二極管的電阻和輸出電壓隨接收到的紅外光成比例變化。這是紅外傳感器的基本工作原理。
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