Pengenalan dioda pemancar cahaya inframerah

Pengenalan dioda pemancar cahaya inframerah

Dioda pemancar cahaya inframerah (LED, dan kami juga menyebutnya sebagai IR LED) adalah perangkat semikonduktor yang memancarkan cahaya dalam spektrum inframerah ketika arus listrik melewati mereka. SMD LED dan DIP LED ini telah menjadi komponen penting dalam berbagai aplikasi, termasuk kendali jarak jauh, sistem keamanan, perangkat komunikasi, dan teknologi penglihatan malam. Kami akan memberi tahu definisi, komposisi, prinsip kerja, karakteristik, dan aplikasi LED inframerah secara rinci.

Definisi dioda pemancar cahaya inframerah (LED). LED inframerah adalah jenis dioda pemancar cahaya yang memancarkan cahaya di daerah inframerah dari spektrum elektromagnetik. Spektrum inframerah biasanya berkisar dari sekitar 700 nanometer (NM) hingga 1 milimeter (mm) dalam panjang gelombang, di luar ujung merah dari spektrum yang terlihat. LED inframerah secara khusus dirancang untuk memancarkan cahaya dalam kisaran ini, membuatnya tidak terlihat oleh mata telanjang tetapi terdeteksi oleh sensor dan kamera inframerah.

Komposisi LED inframerah

LED inframerah (ini termasuk 940nm LED, LED 850nm, LED 730nm, 1050nm LED, LED 1550nm ECT.) Biasanya terdiri dari bahan semikonduktor yang memancarkan cahaya ketika arus mengalir melalui mereka. Bahan semikonduktor yang paling umum digunakan dalam LED inframerah adalah Gallium arsenide (GaAs), Gallium arsenide phosphide (GAASP), dan Gallium aluminium arsenide (Gaalas). Bahan -bahan ini dipilih karena kemampuannya memancarkan cahaya dalam spektrum inframerah dan kompatibilitasnya dengan proses pembuatan LED. Struktur LED inframerah terdiri dari beberapa lapisan bahan semikonduktor. Struktur paling dasar termasuk lapisan semikonduktor tipe-N dan lapisan semikonduktor tipe-P, dipisahkan oleh persimpangan yang dikenal sebagai wilayah aktif. Ketika tegangan ke depan diterapkan di persimpangan PN, elektron dan lubang bergabung kembali di wilayah aktif, melepaskan energi dalam bentuk foton. Energi foton ini sesuai dengan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, yang dalam kasus LED inframerah termasuk dalam spektrum inframerah.

Prinsip kerja LED inframerah

Prinsip kerja LED inframerah didasarkan pada fenomena elektroluminesensi, di mana emisi cahaya terjadi sebagai akibat dari rekombinasi pembawa muatan (elektron dan lubang) dalam bahan semikonduktor. Ketika tegangan bias maju diterapkan pada persimpangan PN LED, elektron dari daerah tipe-N dan lubang dari daerah tipe-p disuntikkan ke wilayah aktif. Di daerah aktif, elektron bergabung kembali dengan lubang, melepaskan energi masuk bentuk foton. Pita energi dari bahan semikonduktor menentukan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan. Dalam kasus LED inframerah, celah pita dirancang untuk memancarkan cahaya dalam spektrum inframerah, yang tidak terlihat oleh mata manusia tetapi dapat dideteksi oleh sensor dan kamera inframerah.

Karakteristik LED inframerah

LED inframerah menunjukkan beberapa karakteristik yang membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi. Beberapa karakteristik utama LED inframerah meliputi: 1. Kisaran panjang gelombang: LED inframerah memancarkan cahaya dalam spektrum inframerah, biasanya mulai dari 700 nanometer hingga 1 milimeter dalam panjang gelombang. Panjang gelombang spesifik yang dipancarkan oleh LED inframerah tergantung pada bahan semikonduktor yang digunakan dalam konstruksinya.2. Efisiensi: LED inframerah sangat efisien dalam mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Efisiensi ini sangat penting untuk aplikasi di mana konsumsi daya menjadi perhatian, seperti pada perangkat portabel atau sistem yang dioperasikan dengan baterai. Lifespan: LED inframerah memiliki umur yang panjang, biasanya mulai dari 50.000 hingga 100.000 jam operasi berkelanjutan. Umur panjang ini membuatnya ideal untuk aplikasi di mana pemeliharaan atau penggantian sulit atau mahal. Operasi sesaat: LED inframerah memiliki waktu respons yang cepat, artinya mereka dapat menyala dan mati hampir secara instan. Karakteristik ini sangat penting untuk aplikasi yang membutuhkan modulasi cepat atau switching sumber cahaya.5. Directionality: LED inframerah memancarkan cahaya dalam sinar arah, membuatnya cocok untuk aplikasi di mana penargetan sumber cahaya yang tepat diperlukan. Output terarah ini dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan penggunaan lensa atau reflektor optik.

Aplikasi LED inframerah

LED inframerah menemukan penggunaan luas di berbagai aplikasi di berbagai industri. Beberapa aplikasi utama LED inframerah meliputi: 1. Kontrol Remote: LED inframerah umumnya digunakan di perangkat kendali jarak jauh untuk televisi, pendingin udara, dan peralatan elektronik lainnya. Lampu inframerah yang dipancarkan oleh LED diambil oleh sensor di perangkat penerima, memungkinkan komunikasi dan kontrol nirkabel.2. Sistem Keamanan: LED inframerah adalah bagian integral dari sistem keamanan, seperti kamera pengintai dan sensor gerak. Cahaya inframerah tidak terlihat oleh mata manusia tetapi dapat dideteksi oleh kamera yang dilengkapi dengan sensor inframerah, memungkinkan kemampuan penglihatan malam. Perangkat komunikasi: LED inframerah digunakan dalam sistem komunikasi optik untuk mentransmisikan data secara nirkabel dalam jarak pendek. Lampu inframerah dapat membawa sinyal data yang kebal terhadap gangguan dari sinyal frekuensi radio, membuatnya cocok untuk aplikasi komunikasi yang aman.4. Aplikasi Otomotif: LED inframerah semakin banyak digunakan dalam aplikasi otomotif, seperti sensor kedekatan, lampu rem, dan pencahayaan interior. Sensor inframerah dapat mendeteksi benda -benda di lingkungan kendaraan dan membantu dalam sistem bantuan parkir.5. Perangkat Medis: LED inframerah digunakan di perangkat medis untuk aplikasi seperti fototerapi, pemantauan saturasi oksigen darah, dan pencitraan termal. Kemampuan cahaya inframerah untuk menembus jaringan membuatnya berharga untuk prosedur medis non-invasif.6. Otomatisasi Industri: LED inframerah digunakan dalam sistem otomatisasi industri untuk tugas -tugas seperti deteksi objek, penginderaan posisi, dan pemindaian barcode. Keandalan dan kecepatan sensor inframerah membuatnya cocok untuk aplikasi manufaktur dan logistik.

Kesimpulan

Dioda pemancar cahaya inframerah (LED) adalah perangkat semikonduktor yang memancarkan cahaya dalam spektrum inframerah, menjadikannya berharga untuk berbagai aplikasi yang membutuhkan sumber cahaya yang tidak terlihat. Komposisi, prinsip kerja, karakteristik, dan aplikasi LED inframerah menjadikannya komponen yang serbaguna dan penting di berbagai industri, termasuk elektronik, komunikasi, otomotif, perawatan kesehatan, dan keamanan. Karena teknologi terus maju, permintaan untuk sumber cahaya yang efisien dan andal yang andal dan andal Seperti LED inframerah diperkirakan akan tumbuh. Dengan memahami prinsip -prinsip dasar dan aplikasi LED inframerah, insinyur dan peneliti dapat terus berinovasi dan mengembangkan teknologi baru yang memanfaatkan sifat unik cahaya inframerah untuk beragam aplikasi.