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咏田光电分析红外发射管主要特点和原理
- 2019-08-26-

        红外发射管是能将电信号转换成光信号的结型电致发光半导体器件。



        1、红外发射管主要特点

  (1)在低电压(1.5~2.5V)、小电流(5~30mA)的条件下工作,即可获得足够高的亮度。 

  (2)发光响应速度快(10-7~10-9 s),高频特性好,能显示脉冲信息。 

  (3)单色性好,常见颜色有红、绿、黄、橙等。 

  (4)体积小。发光面形状分圆形、长方形、异形(三角形等)。其中圆形管子的外径有φ1、φ2、φ3、φ4、φ5、φ8、φ10、φ12、φ15、φ20(mm)等规格,直径1mm的属于超微型LED。 

  (5)防震动及抗冲击穿性能好,功耗低,寿命长。由于LED的PN结工作在正向导通状态,本射功耗低,只要加必要的限流措施,即可长期使用,寿命在10万小时以上,甚至可达100万小时。 

  (6)使用灵活,根据需要可制成数码管、字符管、电平显示器、点阵显示器、固体发光板、LED平极型电视屏等。 

  (7)容易与数字集成电路匹配。  

        2.红外发射接收对管的原理 

        发光二极管内部是具有发光特性的PN结。当PN结导通时,依靠少数载流子的注入以及随后的复合而辐射发光。普通发光二极管的外形、符号及伏安特性如图1所示。LED正向伏安特性曲线比较陡,在正向导通之前几乎有电流。当电压超过开启电压时,电流就急剧上升。因此,LED属于电流控制型半导体器件,其发光亮度L(单位cd/m2,读作坎德拉每平方米)与正向电流IF近似成正双,有公式 L =K IFm 式中,K为比例系数,在小电流范围内(IF=1~10mA),m=1.3~1.5。当IF>10mA时,m=1,式(5.10.1)简化成 L =K IF 

        即亮度与正向电流成正比。以磷砷化镓黄色LED为例,相对发光强度与正向电流的关系如图2所示。LED的正向电压则与正向电流以及管芯的半导体材料有关。使用时应根据所要求的显示亮度来选取合适的IF值(一般选10mA左右,对于高亮度LED可选1~2mA),既保证亮度适中,也不会损坏LED。若电流过大,会烧毁LED的PN结。此外,LED的使用寿命将缩短。

        由于发光二极管的功耗低、体积小,色彩鲜艳、响应速度快、寿命长,所以常用作收录机、收音机和电子仪器的电平指示器、调谐指示器、电源指示器等。发光二极管在正向导通时有一定稳压作用,还可作直流稳压器中的稳压二极管,提供基准电压,兼作电源指示灯。目前市场上还有一种带反射腔及固定装置的发光二要管(例如BT104-B2、BT102-F),很容易固定在仪器面板上。

        LED的输出光谱决定其发光颜色及光辐射纯度,也反映出半导体材料的特性。常见管芯材料有磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAsP)、磷砷化镓(GaAlAs)、砷铝化镓(GaN)氮化镓可发蓝光