La introducció de díodes emissors de llum infrarojos

La introducció de díodes emissors de llum infrarojos

Els díodes emissors de llum infraroja (LEDs, i també el nomenem com a LED IR) són dispositius semiconductors que emeten llum en l’espectre d’infrarojos quan un corrent elèctric els passa. Aquests LED SMD i DIP LED s’han convertit en un component essencial en diverses aplicacions, inclosos controls remots, sistemes de seguretat, dispositius de comunicació i tecnologia de visió nocturna. Direm en detall la definició, la composició, el principi de treball, les característiques i les aplicacions dels LED infrarojos.

Definició de díodes emissors de llum (LEDs) infrarojos. Un LED infraroig és un tipus de díode emissor de llum que emet llum a la regió infraroja de l’espectre electromagnètic. L’espectre d’infrarojos típicament oscil·la entre els 700 nanòmetres (nm) a 1 mil·límetre (mm) de longitud d’ona, més enllà de l’extrem vermell de l’espectre visible. Els LED infrarojos estan dissenyats específicament per emetre llum en aquest rang, fent -los invisibles a la vista nua, però detectables per sensors i càmeres infrarojos.

Composició de LED infrarojos

Els LED infrarojos (inclouen el LED de 940nm, LED de 850nm, LED de 730nm, LED de 1050nm, 1550nm LED ECT.) Es componen normalment de materials semiconductors que emeten llum quan els corrents els circula. Els materials semiconductors més utilitzats en LED infrarojos són l’arsenide de Gallium (GAAS), el fosfur d’arsenida de gali (GAASP) i l’arsenide d’alumini de Gallium (Gaalas). Aquests materials són escollits per la seva capacitat d’emetre llum en l’espectre d’infrarojos i la seva compatibilitat amb els processos de fabricació de LED. L’estructura d’un LED infraroig consta de diverses capes de materials semiconductors. L’estructura més bàsica inclou una capa de semiconductors de tipus N i una capa de semiconductors de tipus P, separada per una unió coneguda com a regió activa. Quan s’aplica una tensió endavant a través de la unió PN, els electrons i els forats es recombinen a la regió activa, alliberant energia en forma de fotons. L’energia d’aquests fotons correspon a la longitud d’ona de la llum emesa, que en el cas dels LED infrarojos cau dins de l’espectre d’infrarojos.

Principi de treball dels LED infrarojos

El principi de treball d’un LED infraroig es basa en el fenomen de l’electroluminescència, on l’emissió de la llum es produeix com a resultat de la recombinació dels portadors de càrrega (electrons i forats) en un material semiconductor. Quan s’aplica un voltatge de biaix endavant a la unió PN del LED, els electrons de la regió de tipus N i els forats de la regió de tipus p s’injecten a la regió activa. A la regió activa, els electrons es recombinen amb forats, alliberant energia a La forma de fotons. La banda d’energia del material semiconductor determina la longitud d’ona de la llum emesa. En el cas dels LED infrarojos, la banda està dissenyada per emetre llum en l’espectre d’infrarojos, que és invisible per a l’ull humà, però es pot detectar per sensors i càmeres infrarojos.

Característiques dels LED infrarojos

Els LED infrarojos presenten diverses característiques que les fan adequades per a una àmplia gamma d'aplicacions. Algunes de les característiques clau dels LED infrarojos inclouen: 1. Range de longitud d’ona: els LED infrarojos emeten llum a l’espectre d’infrarojos, normalment des de 700 nanòmetres fins a 1 mil·límetre en longitud d’ona. La longitud d’ona específica emesa per un LED infraroig depèn del material semiconductor utilitzat en la seva construcció.2. Eficiència: els LED infrarojos són altament eficients en la conversió de l’energia elèctrica en energia lleugera. Aquesta eficiència és crucial per a les aplicacions on el consum d’energia és una preocupació, com per exemple en dispositius portàtils o sistemes operats per bateries.3. Lifespant: els LED infrarojos tenen una llarga vida útil, que normalment oscil·la entre 50.000 i 100.000 hores de funcionament continu. Aquesta longevitat els fa ideals per a aplicacions on el manteniment o la substitució siguin difícils o costosos.4. Funcionament instantani: els LED infrarojos tenen un temps de resposta ràpid, cosa que significa que poden activar -se i desactivar gairebé de forma instantània. Aquesta característica és essencial per a aplicacions que requereixen una modulació o commutació ràpida de la font de llum.5. Direcció: els LED infrarojos emeten llum en un feix direccional, cosa que els fa adequats per a aplicacions on es requereixi una orientació precisa de la font de llum. Aquesta sortida direccional es pot millorar més amb l'ús de lents o reflectors òptics.

Aplicacions de LED infrarojos

Els LED infrarojos troben un ús generalitzat en diverses aplicacions en diferents indústries. Algunes de les aplicacions clau dels LED infrarojos inclouen: 1. Controls a distància: els LED infrarojos s’utilitzen habitualment en dispositius de control remot per a televisors, aire condicionat i altres electrodomèstics. La llum infraroja emesa pel LED és recollida per un sensor al dispositiu receptor, permetent una comunicació i un control sense fils.2. Sistemes de seguretat: els LED infrarojos són una part integral dels sistemes de seguretat, com ara càmeres de vigilància i sensors de moviment. La llum infraroja és invisible per a l’ull humà, però es pot detectar per càmeres equipades amb sensors d’infrarojos, que permeten les capacitats de visió nocturna.3. Dispositius de comunicació: els LED infrarojos s’utilitzen en sistemes de comunicació òptica per transmetre dades sense fils a distàncies curtes. La llum infraroja pot portar senyals de dades immunes a la interferència dels senyals de freqüència de ràdio, cosa que la fa adequada per a aplicacions de comunicació segures.4. Aplicacions d'automoció: els LED infrarojos s'utilitzen cada cop més en aplicacions d'automoció, com ara sensors de proximitat, llums de fre i il·luminació interior. Els sensors d’infrarojos poden detectar objectes a l’entorn del vehicle i ajudar en els sistemes d’assistència a l’aparcament.5. Dispositius mèdics: els LED infrarojos s’utilitzen en dispositius mèdics per a aplicacions com fototeràpia, control de saturació d’oxigen en sang i imatge tèrmica. La capacitat de la llum d’infrarojos per penetrar en els teixits fa que sigui valuosa per als procediments mèdics no invasius.6. Automatització industrial: els LED infrarojos s’utilitzen en sistemes d’automatització industrial per a tasques com la detecció d’objectes, la detecció de posició i la exploració de codis de barres. La fiabilitat i la velocitat dels sensors d’infrarojos els fan adequats per a aplicacions de fabricació i logística.

Conclusió

Els díodes que emeten llum (LED) infrarojos són dispositius semiconductors que emeten llum en l’espectre d’infrarojos, cosa que els fa valuosos per a una àmplia gamma d’aplicacions que requereixen fonts de llum invisibles. La composició, el principi de funcionament, les característiques i les aplicacions dels LED infrarojos els converteixen en un component versàtil i essencial en diverses indústries, incloses l'electrònica, les comunicacions, l'automoció, l'assistència sanitària i la seguretat. AS la tecnologia continua avançant, la demanda de fonts de llum eficients i fiables Igual que els LED infrarojos s’espera que creixin. En comprendre els principis i aplicacions fonamentals dels LED infrarojos, enginyers i investigadors poden continuar innovant i desenvolupant noves tecnologies que aprofitin les propietats úniques de la llum infraroja per a aplicacions diverses.