什么是红外发射管
红外发射管是一种半导体光电器件,其核心组成部分是红外发光二极管。它的工作原理是通过在PN结处施加正向电压,使少数载流子被注入并在复合过程中释放出能量,这些能量以光的形式转移到周围空气中,产生红外辐射。红外发射管的主要作用是将电信号转化为红外光信号,用于红外通讯、遥控器、安防监控等领域。
红外发射管的发光功率比可见光来得大,常被应用于通讯及感测器领域。随着科技的发展,红外发射管的应用范围也在不断扩大,如在无线数据传输、光纤通讯和打印机等方面都有应用。尽管高功率的红外线发射管尚在发展阶段,但随着技术的进步,其市场前景非常广阔。
红外发射管分类
红外发射管可以根据不同的标准进行分类。以下是几种常见的分类方式:
按照功率分类:
小功率红外发射管:这些管子的功率通常在1毫瓦以下,主要用于短距离的红外通信和遥控器等设备。
中功率红外发射管:功率在1毫瓦到100毫瓦之间,适用于中等距离的红外传输和一些安防监控系统。
大功率红外发射管:功率在100毫瓦以上,常用于远距离的红外通信和一些专业的红外设备。
按照波长分类:
短波红外发射管:波长在850纳米左右,这种类型的管子价格相对较低,但隐蔽性较差。
中波红外发射管:波长在940纳米左右,这种类型的管子隐蔽性较好,常用于一些需要隐蔽传输的场合。
长波红外发射管:波长在980纳米以上,这种类型的管子主要用于一些特殊的应用场合。
按照封装形式分类:
直插式红外发射管:这种类型的管子常见于早期的红外设备,其特点是易于焊接和安装,但散热性能较差。
贴片式红外发射管:这种类型的管子常见于现代的红外设备,其特点是散热性能好,体积小,便于自动化生产。
陶瓷封装红外发射管:这种类型的管子主要用于一些高温环境下,其特点是耐高温性能好,但价格较高。
按照角度分类:
窄角度红外发射管:这种类型的管子发射的红外线较为集中,适用于远距离的红外传输。
宽角度红外发射管:这种类型的管子发射的红外线较为分散,适用于近距离的红外传输。
按照材料分类:
砷化镓(GaAs)红外发射管:这种类型的管子价格较低,但发光效率和寿命相对较差。
砷铝化镓(GaAlAs)红外发射管:这种类型的管子价格较高,但发光效率和寿命相对较好。
以上就是红外发射管的一些常见分类方式,每种类型的红外发射管都有其独特的特性和应用场合。在选择红外发射管时,应根据具体的应用需求来选择合适的类型。
红外发射管工作原理
红外发射管,又称红外线发射管,是一种能够将电信号转化为红外光信号的半导体光电器件。其工作原理主要基于半导体材料的电致发光效应。当在红外发射管的P-N结处加上正向电压时,少数载流子被注入,在复合过程中会放出能量,这些能量以光的形式转移到PN结周围的空气中,产生红外辐射。红外发射管的主要作用是将电能直接转换成近红外光(不可见光)并能辐射出去,广泛应用于各种光电开关及遥控发射电路中。
红外发射管的结构与普通二极管相似,由P型和N型硅晶片组成,中间夹杂着一层P-N结。其使用的半导体材料通常是砷化镓(GaAs)或砷铝化镓(GaAlAs)等,这些材料具有较高的红外辐射效率。红外发射管的封装通常采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂,以保护内部的半导体晶片,并确保红外光可以有效辐射出去。
红外发射管的工作电流对其性能有重要影响。一般来说,红外辐射功率与正向工作电流成正比,但在接近正向电流的最大额定值时,器件的温度会因电流的热耗而上升,导致发射功率下降。因此,红外发射管的工作电压需要准确、稳定,以确保其性能的可靠发挥。此外,红外发射管的辐射功率也会随环境温度的升高而下降,特别是在远距离应用中,热耗是一个需要特别注意的问题。
红外发射管的最大辐射强度一般在其光轴的正前方,并随着辐射方向与光轴夹角的增加而减小。不同封装工艺型号的红外发光二极管的辐射角度有所不同,通常用半强度辐射角来表征其方向性。红外发射管的发射功率通常用辐照度μW/m2表示,其红外辐射功率与正向工作电流成正比,但在接近正向电流的最大额定值时,器件的温度因电流的热耗而上升,使光发射功率下降。
红外发射管的应用范围非常广泛,包括红外通讯、遥控器、安防监控等领域。其主要优点包括高亮度、长寿命和多种选择的参数(如波长、角度、功率等)。在使用过程中,需要注意红外发射管的极限参数,包括允许功耗、最大瞬间电流、最大正向电流、最大反向电压和工作温度等,以避免损坏器件。
总之,红外发射管通过半导体材料的电致发光效应,将电信号转化为红外光信号,具有高效、长寿和广泛应用的特点。理解其工作原理和使用注意事项,可以更好地将其应用于各种智能化自动控制系统中。
红外发射管作用
红外发射管,简称IRED,是一种能够发射红外线的半导体光电器件,主要作用是将电信号转化为红外光信号。这种器件广泛应用于红外通讯、遥控器、安防监控等领域。红外发射管的结构与普通二极管相似,由P型和N型硅晶片组成,中间夹杂着一层P-N结。当在P-N结处加上正向电压时,少数载流子被注入,在复合过程中会放出能量,这些能量以光的形式转移到PN结周围的空气中,产生红外辐射。
红外发射管的主要特点包括高亮度、长寿命和多款选择。其亮度高于其他红外光源,光程稳定,适用范围广。使用寿命可达100,000小时以上,且根据不同需要,可以选择不同的波长、角度和功率参数。红外发射管的工作原理是通过红外辐射效率高的材料(如砷化镓、砷铝化镓等)制成PN结,外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。其光谱功率分布为中心波长830~950nm,半峰带宽约40nm左右,为普通CCD黑白摄像机可感受的范围。
红外发射管的应用范围非常广泛,可用于红外摄像机、音频输出等红外相关产品中。其内部晶片功率大小通常决定发射距离,但红外监控摄像机的效果还与红外二极管的角度、灯组数量、机板、镜头等因素有关。在使用过程中,需要注意保持红外发射管的清洁和完好,尤其是在其前端的球面形发射部分,不能有脏垢或损伤,否则会影响红外光的传播。
此外,红外发射管在工作过程中各项参数均不得超过极限值,因此在代换选型时应特别注意原装管子的型号和参数,不可随意更换。同时,也不可任意变更红外发射管的限流电阻。由于红外光波长范围较宽,红外发射管必须与红外接收管配对使用,否则会影响遥控的灵敏度,甚至造成失控。在焊接过程中,需要注意散热,避免因高温导致器件损坏。
总的来说,红外发射管作为一种重要的半导体光电器件,具有高亮度、长寿命和多种选择等特点,广泛应用于红外通讯、遥控器、安防监控等领域。在使用过程中,需要注意保持其清洁和完好,同时在代换选型时要特别注意匹配问题,以确保其正常工作。
红外发射管特点
红外发射管是一种能够将电信号转化为红外光信号的半导体光电器件,具有以下几个显著的特点:
首先,红外发射管的亮度较高,光程稳定,适用范围广。与其他红外光源相比,红外发射管的亮度更高,能够在较远的距离内传输红外信号,这使得它在许多应用领域中具有明显的优势。
其次,红外发射管的使用寿命较长,可达100,000小时以上。这一特点使得红外发射管在需要长时间连续工作的应用场合中非常受欢迎,如安防监控系统、红外通讯设备等。
第三,红外发射管具有多种选择,可以根据不同的需要选择不同的波长、角度和功率参数。这一点使得红外发射管能够适应各种不同的应用场景,如红外遥控器、红外摄像机等。
第四,红外发射管的工作原理是通过红外辐射效率高的材料(如砷化镓、砷铝化镓等)制成PN结,外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。其光谱功率分布为中心波长830~950nm,半峰带宽约40nm左右,为普通CCD黑白摄像机可感受的范围。
第五,红外发射管在工作过程中其各项参数均不得超过极限值,因此在代换选型时应特别注意原装管子的型号和参数,不可随意更换。同时,也不可任意变更红外发射管的限流电阻。
第六,红外发射管在焊接过程中,需要注意散热,避免因高温导致器件损坏。在使用过程中,需要注意保持红外发射管的清洁和完好,尤其是在其前端的球面形发射部分,不能有脏垢或损伤,否则会影响红外光的传播。
第七,由于红外光波长范围较宽,红外发射管必须与红外接收管配对使用,否则会影响遥控的灵敏度,甚至造成失控。
总的来说,红外发射管作为一种重要的半导体光电器件,具有高亮度、长寿命、多种选择等特点,广泛应用于红外通讯、遥控器、安防监控等领域。在使用过程中,需要注意保持其清洁和完好,同时在代换选型时要特别注意匹配问题,以确保其正常工作。
红外发射管应用
红外发射管是一种能够发射红外线的半导体光电器件,广泛应用于各种领域。其主要作用是将电信号转化为红外光信号,用于红外通讯、遥控器、安防监控等领域。红外发射管的工作原理是通过在P-N结处加上正向电压,使少数载流子被注入,在复合过程中放出能量,这些能量以光的形式转移到PN结周围的空气中,产生红外辐射。
红外发射管的应用非常广泛。首先,它可以用于遥控器,例如家用电器的遥控器,利用红外线的无线传输特性,实现对电器的远程控制。其次,红外发射管在安防监控中也有重要应用,特别是在夜间或低光照环境下,红外发射管可以提供有效的照明,使得摄像头能够清晰地捕捉图像。此外,红外发射管还被应用于医疗器具、空间光通信、红外照明、固体雷射器的泵浦源等领域。
在无线通讯领域,红外发射管也有着重要的应用。例如,在短距离电脑无线数据传输中,红外发射管凭借其快速、可靠、安全、干扰小的优点,成为一项重要的技术。随着无线数据传输的蓬勃发展,红外发射管在这一领域的应用前景也越来越广阔。
尽管红外发射管在许多领域都有应用,但其市场往往被低估。根据中国光学光电子行业协会的数据,2012年大陆总体红外线发射管产量估计为53.1亿只左右,比2004年增长18%。由于电子和工业领域方面的需求仍然强劲,产业普遍预期红外线发射管产业将继续稳步发展。
总的来说,红外发射管作为一种重要的半导体光电器件,其应用范围广泛,涵盖了遥控器、安防监控、医疗器具、空间光通信、红外照明等多个领域。随着技术的发展和应用需求的增长,红外发射管的市场前景将更加广阔。
红外发射管如何选型?
红外发射管的选型是一个复杂的过程,需要考虑多个参数和应用场景。以下是详细的选型指南:
1. 工作温度范围
红外发射管的工作温度范围是一个重要的参数。根据具体的应用场景,选择合适的工作温度范围非常重要。例如,某些应用可能需要在极端温度下工作,这就需要选择能够在这种环境下正常工作的红外发射管。
2. 型号规格
红外发射管的型号规格可以根据直径和功率来区分。常见的直径包括3mm、4mm、5mm、8mm、10mm和12mm。不论直径大小,其工作电压和工作电流都是一样的。以下是一些常见型号的参数:
小功率直插式红外发射管:
直径:3mm、4mm、5mm、8mm、10mm、12mm
工作电压:2.5-3.5V
工作电流:20mA
大功率红外发射管:
功率:0.5W、1W、3W、5W
工作电压:2.5-3.77V(0.5W),2.79-3.99V(1W),3.05-4.47V(3W),3.16-4.88V(5W)
工作电流:150mA(0.5W),350mA(1W),700mA(3W),1000mA(5W)
3. 发射波长
红外发射管的发射波长是一个关键参数,通常在830nm到950nm之间。常见的波长有850nm和940nm。850nm的红外发射管辐射强度比940nm的高2-3倍,因此在工作时人眼可以看到红光,称为“红爆”。940nm的红外发射管则无法通过人眼看到,适用于家用电器的遥控器。
4. 正向工作电流和峰值工作电流
红外发射管的封装越大,散热越好,其极限的工作电流越高。正向电流越大,红外发射管的光强越高,发射距离更远,功率也越大。在设计过程中,其正向工作平均电流、峰值工作电流都必须小于极限值。
5. 正向压降和发射光功率
正向电流、温度都会影响到正向压降Vf。正向电流越高,Vf越高;温度越高,Vf越低。发射功率与正向工作电流成正线性,适当减小限流电阻可以增加If电流,发射功率也会随之增加。但需要注意不能超过管子的极限值,否则容易导致器件损坏或老化失效。
6. 发射角度
发射角度的定义为“If固定,以角度0°的发射功率为参考,功率降低至50%处的角度为发射可视角度”。插件红外发射管可视角一般小于90°,而贴片的红外发射管辐射角可以做到120°。
7. 材料和品牌
红外发射管的材料和品牌也会影响其性能。常见的材料有GaAIAs(镓、铝、砷化合物)和GaAs(镓、砷化合物)。品牌方面,可以选择 Nichia、Cree、普瑞、旭明、晶元、新世纪等知名品牌,这些品牌的芯片质量和性能都较为可靠。
8. 贴片和直插式
红外发射管可以根据封装形式分为贴片和直插式。贴片封装的红外发射管通常有3014、3528、3535等小功率管,工作电流通常为20~50毫安;贴片封装的中功率管有5050、5060、5630等,工作电流通常为50~150毫安。大功率全是贴片封装,各公司不同品牌不同系列参数有很大不同。
9. 其他参数
还有一些其他参数需要考虑,比如光通量、色温、衰减等。光通量通常在100-120流明,色温在6000-7000K。衰减需要通过老化测试来评估,光衰越小越好。
总结
红外发射管的选型需要综合考虑多个参数和应用场景。根据工作温度、型号规格、发射波长、正向工作电流、正向压降、发射角度、材料和品牌、封装形式以及其他参数,选择最合适的红外发射管,以确保其在特定应用场景下能够稳定、高效地工作。