การแนะนำไดโอดเปล่งแสงอินฟราเรด

การแนะนำ ไดโอดเปล่งแสงอินฟราเรด

ไดโอดเปล่งแสงอินฟราเรด (LEDs และเรายังตั้งชื่อเป็น IR LED) เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ปล่อยแสงในสเปกตรัมอินฟราเรดเมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านผ่านพวกเขา LED SMD และ LED DIP เหล่านี้ได้กลายเป็นองค์ประกอบสำคัญในแอพพลิเคชั่นต่าง ๆ รวมถึงการควบคุมระยะไกลระบบรักษาความปลอดภัยอุปกรณ์สื่อสารและเทคโนโลยีการมองเห็นตอนกลางคืน เราจะบอกคำจำกัดความองค์ประกอบหลักการทำงานลักษณะและการใช้งานของ LED อินฟราเรดในรายละเอียด

คำจำกัดความของไดโอดเปล่งแสงอินฟราเรด (LED) LED อินฟราเรดเป็นชนิดของไดโอดเปล่งแสงที่ปล่อยแสงในบริเวณอินฟราเรดของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า สเปกตรัมอินฟราเรดมักจะอยู่ในช่วงประมาณ 700 นาโนเมตร (nm) ถึง 1 มิลลิเมตร (มม.) ในความยาวคลื่นเกินกว่าปลายสีแดงของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ LED อินฟราเรดได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อปล่อยแสงในช่วงนี้ทำให้มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า แต่ตรวจพบได้โดยเซ็นเซอร์อินฟราเรดและกล้อง

องค์ประกอบของไฟ LED อินฟราเรด

LED อินฟราเรด (ซึ่งรวมถึง LED 940nm, LED 850nm, LED 730nm, LED 1050nm, LED 1550nm LED ECT.) มักจะประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ปล่อยแสงเมื่อกระแสไหลผ่านพวกเขา วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้กันมากที่สุดในไฟ LED อินฟราเรด ได้แก่ แกลเลียมอาร์เซนีด์ (GAAs), แกลเลียมอาร์เซไนด์ฟอสฟอรัส (GAASP) และแกลเลียมอลูมิเนียมอาร์เซนีด์ (GAALAS) วัสดุเหล่านี้ถูกเลือกสำหรับความสามารถในการปล่อยแสงในสเปกตรัมอินฟราเรดและความเข้ากันได้กับกระบวนการผลิตของ LED โครงสร้างของ LED อินฟราเรดประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์หลายชั้น โครงสร้างพื้นฐานที่สุดรวมถึงเลเยอร์เซมิคอนดักเตอร์ N-type และชั้นเซมิคอนดักเตอร์ P-type ซึ่งคั่นด้วยทางแยกที่เรียกว่าภูมิภาคที่ใช้งานอยู่ เมื่อแรงดันไปข้างหน้าถูกนำไปใช้ข้ามทางแยก PN อิเล็กตรอนและหลุมรวมตัวกันอีกครั้งในภูมิภาคที่ใช้งานปล่อยพลังงานในรูปของโฟตอน พลังงานของโฟตอนเหล่านี้สอดคล้องกับความยาวคลื่นของแสงที่ปล่อยออกมาซึ่งในกรณีของไฟ LED อินฟราเรดอยู่ในสเปกตรัมอินฟราเรด

หลักการทำงานของไฟ LED อินฟราเรด

หลักการทำงานของ LED อินฟราเรดนั้นขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของอิเล็กโทรไลต์ซึ่งการปล่อยแสงเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการรวมตัวกันของผู้ให้บริการประจุ (อิเล็กตรอนและหลุม) ในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เมื่อแรงดันอคติไปข้างหน้าถูกนำไปใช้กับทางแยก PN ของ LED อิเล็กตรอนจากภูมิภาค N-type และหลุมจากภูมิภาค P-type จะถูกฉีดเข้าไปในภูมิภาคที่ใช้งานอยู่ในภูมิภาคที่ใช้งาน รูปแบบของโฟตอน bandgap พลังงานของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์กำหนดความยาวคลื่นของแสงที่ปล่อยออกมา ในกรณีของไฟ LED อินฟราเรด bandgap ได้รับการออกแบบมาเพื่อปล่อยแสงในสเปกตรัมอินฟราเรดซึ่งมองไม่เห็นด้วยตามนุษย์ แต่สามารถตรวจพบได้โดยเซ็นเซอร์อินฟราเรดและกล้อง

ลักษณะของไฟ LED อินฟราเรด

ไฟ LED อินฟราเรดมีคุณสมบัติหลายอย่างที่ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ลักษณะสำคัญบางอย่างของไฟ LED อินฟราเรดรวมถึง: 1 ช่วงความยาวคลื่น: ไฟ LED อินฟราเรดปล่อยแสงในสเปกตรัมอินฟราเรดโดยทั่วไปจะมีตั้งแต่ 700 นาโนเมตรถึง 1 มิลลิเมตรในความยาวคลื่น ความยาวคลื่นเฉพาะที่ปล่อยออกมาโดย LED อินฟราเรดขึ้นอยู่กับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในการก่อสร้าง 2 ประสิทธิภาพ: LED อินฟราเรดมีประสิทธิภาพสูงในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสง ประสิทธิภาพนี้มีความสำคัญสำหรับแอพพลิเคชั่นที่การใช้พลังงานเป็นสิ่งที่น่ากังวลเช่นในอุปกรณ์พกพาหรือระบบที่ดำเนินการแบตเตอรี่ 3 อายุการใช้งาน: ไฟ LED อินฟราเรดมีอายุการใช้งานที่ยาวนานซึ่งโดยทั่วไปจะมีการทำงานอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ 50,000 ถึง 100,000 ชั่วโมง อายุยืนนี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่การบำรุงรักษาหรือทดแทนเป็นเรื่องยากหรือมีค่าใช้จ่ายสูง 4 การทำงานแบบทันที: ไฟ LED อินฟราเรดมีเวลาตอบสนองที่รวดเร็วซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถเปิดและปิดได้เกือบทันที คุณลักษณะนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการปรับเปลี่ยนอย่างรวดเร็วหรือการสลับแหล่งกำเนิดแสง 5 ทิศทาง: ไฟ LED อินฟราเรดปล่อยแสงในลำแสงทิศทางทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่จำเป็นต้องมีการกำหนดเป้าหมายอย่างแม่นยำของแหล่งกำเนิดแสง เอาต์พุตทิศทางนี้สามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้ด้วยการใช้เลนส์ออปติคัลหรือตัวสะท้อนแสง

แอปพลิเคชันของไฟ LED อินฟราเรด

ไฟ LED อินฟราเรดค้นหาการใช้งานอย่างกว้างขวางในแอพพลิเคชั่นต่าง ๆ ในอุตสาหกรรมที่แตกต่างกัน แอปพลิเคชั่นสำคัญบางอย่างของไฟ LED อินฟราเรดรวมถึง: 1 การควบคุมระยะไกล: ไฟ LED อินฟราเรดมักใช้ในอุปกรณ์ควบคุมระยะไกลสำหรับโทรทัศน์เครื่องปรับอากาศและเครื่องใช้ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ แสงอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจาก LED จะถูกหยิบขึ้นมาโดยเซ็นเซอร์ในอุปกรณ์รับทำให้สามารถสื่อสารและควบคุมแบบไร้สายได้ 2 ระบบรักษาความปลอดภัย: ไฟ LED อินฟราเรดเป็นส่วนหนึ่งของระบบรักษาความปลอดภัยเช่นกล้องวงจรปิดและเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว แสงอินฟราเรดมองไม่เห็นด้วยตามนุษย์ แต่สามารถตรวจพบได้โดยกล้องที่ติดตั้งเซ็นเซอร์อินฟราเรดทำให้สามารถมองเห็นความสามารถในการมองเห็นตอนกลางคืน 3 อุปกรณ์การสื่อสาร: LED อินฟราเรดใช้ในระบบการสื่อสารแบบออปติคัลสำหรับการส่งข้อมูลแบบไร้สายในระยะทางสั้น ๆ แสงอินฟราเรดสามารถพกพาสัญญาณข้อมูลที่มีภูมิคุ้มกันต่อสัญญาณรบกวนจากสัญญาณความถี่วิทยุทำให้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันการสื่อสารที่ปลอดภัย 4. แอพพลิเคชั่นยานยนต์: ไฟ LED อินฟราเรดถูกนำมาใช้มากขึ้นในแอพพลิเคชั่นยานยนต์เช่นเซ็นเซอร์ความใกล้ชิดไฟเบรกและแสงภายใน เซ็นเซอร์อินฟราเรดสามารถตรวจจับวัตถุในสภาพแวดล้อมของยานพาหนะและช่วยในระบบความช่วยเหลือที่จอดรถ 5 อุปกรณ์การแพทย์: LED อินฟราเรดถูกใช้ในอุปกรณ์การแพทย์สำหรับการใช้งานเช่นการถ่ายภาพการตรวจสอบความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือดและการถ่ายภาพความร้อน ความสามารถของแสงอินฟราเรดในการเจาะเนื้อเยื่อทำให้มีค่าสำหรับขั้นตอนการแพทย์ที่ไม่รุกราน 6. ระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม: LED อินฟราเรดถูกนำมาใช้ในระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมสำหรับงานเช่นการตรวจจับวัตถุการตรวจจับตำแหน่งและการสแกนบาร์โค้ด ความน่าเชื่อถือและความเร็วของเซ็นเซอร์อินฟราเรดทำให้เหมาะสำหรับการผลิตและแอปพลิเคชันโลจิสติกส์

บทสรุป

อินฟราเรดไดโอดเปล่งแสง (LED) เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ปล่อยแสงในสเปกตรัมอินฟราเรดทำให้มีค่าสำหรับการใช้งานที่หลากหลายซึ่งต้องการแหล่งกำเนิดแสงที่มองไม่เห็น องค์ประกอบหลักการทำงานลักษณะและการประยุกต์ใช้ไฟ LED อินฟราเรดทำให้พวกเขาเป็นองค์ประกอบที่หลากหลายและจำเป็นในอุตสาหกรรมต่าง ๆ รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การสื่อสารยานยนต์การดูแลสุขภาพและความปลอดภัยอย่างต่อเนื่อง เช่นเดียวกับ LED อินฟราเรดคาดว่าจะเติบโต โดยการทำความเข้าใจหลักการพื้นฐานและการประยุกต์ใช้ LED อินฟราเรดวิศวกรและนักวิจัยสามารถสร้างสรรค์สิ่งใหม่ ๆ และพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของแสงอินฟราเรดสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย