A introdução de diodos emissores de luz infravermelha

A introdução de diodos emissores de luz infravermelha

Diodos emissores de luz infravermelha (LEDs, e também o nomeamos como LED IR) são dispositivos semicondutores que emitem luz no espectro infravermelho quando uma corrente elétrica passa por eles. Esses LEDs de SMD e LED DIP tornaram -se um componente essencial em várias aplicações, incluindo controles remotos, sistemas de segurança, dispositivos de comunicação e tecnologia de visão noturna. Vamos contar a definição, composição, princípio de trabalho, características e aplicações de LEDs infravermelhos em detalhes.

Definição de diodos emissores de luz infravermelha (LEDs). Um LED infravermelho é um tipo de diodo emissor de luz que emite luz na região infravermelha do espectro eletromagnético. O espectro infravermelho normalmente varia de cerca de 700 nanômetros (nm) a 1 milímetro (mm) em comprimento de onda, além da extremidade vermelha do espectro visível. Os LEDs infravermelhos são projetados especificamente para emitir luz nessa faixa, tornando -os invisíveis a olho nu, mas detectáveis ​​por sensores e câmeras infravermelhos.

Composição de LEDs infravermelhos

Os LEDs infravermelhos (isso inclui o LED de 940Nm, LED de 850 nm, LED de 730 nm, LED de 1050Nm, etc. LED de 1550nm) são normalmente compostos de materiais semicondutores que emitem luz quando a corrente flui através deles. Os materiais de semicondutores mais usados ​​em LEDs infravermelhos são o arseneto de gálio (GAAs), o fosfeto de arseneto de gálio (GAASP) e arsento de alumínio de gálio (GAALAs). Esses materiais são escolhidos por sua capacidade de emitir luz no espectro infravermelho e sua compatibilidade com os processos de fabricação dos LEDs. A estrutura de um LED infravermelho consiste em várias camadas de materiais semicondutores. A estrutura mais básica inclui uma camada de semicondutores do tipo N e uma camada de semicondutores do tipo P, separada por uma junção conhecida como região ativa. Quando uma tensão direta é aplicada na junção PN, elétrons e orifícios se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons. A energia desses fótons corresponde ao comprimento de onda da luz emitida, que no caso de LEDs infravermelhos se enquadra no espectro infravermelho.

Princípio de trabalho de LEDs infravermelhos

O princípio de trabalho de um LED infravermelho é baseado no fenômeno da eletroluminescência, onde a emissão de luz ocorre como resultado da recombinação de portadores de carga (elétrons e orifícios) em um material semicondutor. Quando uma tensão de polarização direta é aplicada à junção PN do LED, os elétrons da região do tipo N e os orifícios da região do tipo P são injetados na região ativa. Na região ativa, os elétrons recombinam com orifícios, liberando energia em a forma de fótons. O desvantamento de banda energético do material semicondutor determina o comprimento de onda da luz emitida. No caso de LEDs infravermelhos, o BandGap foi projetado para emitir luz no espectro infravermelho, que é invisível para o olho humano, mas pode ser detectado por sensores e câmeras infravermelhos.

Características de LEDs infravermelhos

Os LEDs infravermelhos exibem várias características que os tornam adequados para uma ampla gama de aplicações. Algumas das principais características dos LEDs infravermelhos incluem: 1. Faixa de comprimento de onda: os LEDs infravermelhos emitem luz no espectro infravermelho, normalmente variando de 700 nanômetros a 1 milímetro em comprimento de onda. O comprimento de onda específico emitido por um LED infravermelho depende do material semicondutor usado em sua construção. Eficiência: os LEDs infravermelhos são altamente eficientes na conversão de energia elétrica em energia luminosa. Essa eficiência é crucial para aplicações em que o consumo de energia é uma preocupação, como em dispositivos portáteis ou sistemas operados por bateria.3. Vida de vida: os LEDs infravermelhos têm uma vida útil longa, normalmente variando de 50.000 a 100.000 horas de operação contínua. Essa longevidade os torna ideais para aplicações onde a manutenção ou a substituição é difícil ou cara. Operação instantânea: os LEDs infravermelhos têm um tempo de resposta rápido, o que significa que eles podem ligar e desligar quase instantaneamente. Essa característica é essencial para aplicações que requerem modulação rápida ou comutação da fonte de luz.5. Direção: os LEDs infravermelhos emitem luz em um feixe direcional, tornando -os adequados para aplicações onde é necessário direcionamento preciso da fonte de luz. Essa saída direcional pode ser aprimorada com o uso de lentes ou refletores ópticos.

Aplicações de LEDs infravermelhos

Os LEDs infravermelhos encontram uso generalizado em várias aplicações em diferentes setores. Algumas das principais aplicações dos LEDs infravermelhos incluem: 1. Controles remotos: os LEDs infravermelhos são comumente usados ​​em dispositivos de controle remoto para televisores, aparelhos de ar condicionado e outros aparelhos eletrônicos. A luz infravermelha emitida pelo LED é captada por um sensor no dispositivo receptor, permitindo comunicação e controle sem fio.2. Sistemas de segurança: os LEDs infravermelhos são parte integrante dos sistemas de segurança, como câmeras de vigilância e sensores de movimento. A luz infravermelha é invisível para o olho humano, mas pode ser detectada por câmeras equipadas com sensores infravermelhos, permitindo recursos de visão noturna.3. Dispositivos de comunicação: os LEDs infravermelhos são usados ​​em sistemas de comunicação óptica para transmitir dados sem fio a distâncias curtas. A luz infravermelha pode transportar sinais de dados imunes à interferência dos sinais de radiofrequência, tornando -o adequado para aplicações de comunicação segura.4. Aplicações automotivas: os LEDs infravermelhos são cada vez mais usados ​​em aplicações automotivas, como sensores de proximidade, luzes de freio e iluminação interior. Os sensores infravermelhos podem detectar objetos no ambiente do veículo e ajudar nos sistemas de assistência ao estacionamento. Dispositivos médicos: LEDs infravermelhos são empregados em dispositivos médicos para aplicações como fototerapia, monitoramento de saturação de oxigênio no sangue e imagem térmica. A capacidade da luz infravermelha de penetrar nos tecidos o torna valioso para procedimentos médicos não invasivos. Automação industrial: os LEDs infravermelhos são utilizados em sistemas de automação industrial para tarefas como detecção de objetos, detecção de posição e varredura de código de barras. A confiabilidade e a velocidade dos sensores infravermelhos os tornam adequados para aplicativos de fabricação e logística.

Conclusão

Diodos emissores de luz infravermelha (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz no espectro infravermelho, tornando-os valiosos para uma ampla gama de aplicações que exigem fontes de luz invisíveis. A composição, princípio de trabalho, características e aplicações de LEDs infravermelhos os tornam um componente versátil e essencial em vários setores, incluindo eletrônicos, comunicações, automotivo, saúde e segurança. Como a tecnologia continua a avançar, a demanda por fontes de luz eficientes e confiáveis Como os LEDs infravermelhos devem crescer. Ao entender os princípios e aplicações fundamentais de LEDs infravermelhos, engenheiros e pesquisadores podem continuar inovando e desenvolvendo novas tecnologias que aproveitam as propriedades exclusivas da luz infravermelha para diversas aplicações.