Інфрачервоні світлодіоди — види, область застосування, характеристики

Інфрачервоний (ІК) випромінюючий діод являє собою напівпровідниковий прилад, робочий спектр якого розташований в ближній області інфрачервоного випромінювання: від 760 до 1400 нм. В інтернеті часто зустрічається термін «ІК світлодіод», хоча світло, видимий людським оком, він не випромінює. Тобто в рамках фізичної оптики цей термін невірний, в широкому сенсі назва може бути застосовано. Варто зазначити, що під час роботи деяких ІК випромінюючих діодів можна спостерігати слабке червоне свічення, що пояснюється розмитістю спектральної характеристики на кордоні з видимим діапазоном.

Не варто плутати ІК світлодіоди з лазерними діодами інфрачервоного випромінювання. Принцип дії і технічні параметри цих приладів сильно відрізняються.

Область застосування

На те, якими бувають інфрачервоні світлодіоди і де застосовуються, зупинимося докладніше. Багато з нас щодня стикаються з ними, не підозрюючи про це. Звичайно ж, мова йде про пультах дистанційного керування (ПДУ), одним з найважливіших елементів якого є ІК випромінюючий діод. Завдяки своїй надійності і дешевизні метод передачі сигналу за допомогою інфрачервоного випромінювання отримав величезне поширення в побуті. Головним чином такі пульти застосовуються для управління роботою телевізорів, кондиціонерів, медіа програвачів. У момент натискання кнопки на пульті ІК світлодіод випромінює модульований (зашифрований) сигнал, який приймає і потім розпізнає фотодіод, вбудований в корпус побутової техніки. В охоронній сфері великою популярністю користуються відеокамери з інфрачервоною підсвіткою. Відеоспостереження, доповнене ІК підсвічуванням, дозволяє організувати цілодобовий контроль об’єкту, що охороняється, незалежно від погодних умов. В даному випадку ІК світлодіоди можуть бути вбудовані в відеокамеру або встановлені в її робочій зоні у вигляді окремого приладу — інфрачервоного прожектора. Застосування в прожекторах потужних ІК світлодіодів дозволяє здійснювати надійний контроль прилеглої території.

На цьому їх сфера застосування не обмежується. Досить ефективним виявилося застосування ІК випромінюючих діодів в приладах нічного бачення (ПНВ), де вони виконують функцію підсвічування. За допомогою такого приладу людина може розрізняти предмети на досить великій відстані в темний час доби. Пристрої нічного бачення затребувані у військовій сфері, а також для прихованого нічного спостереження.

Різновиди ІК випромінюючих діодів

Асортимент світлодіодів працюють в інфрачервоному спектрі налічує десятки позицій. Кожному окремому екземпляру притаманні певні особливості. Але в цілому, все напівпровідникові діоди ІК діапазону можна розділити за наступними критеріями:

  • потужності випромінювання або максимальному прямому струму;
  • призначенням;
  • форм-фактору.

Слабкострумні ІК світлодіоди призначені для роботи на токах не більше 50 мА і характеризуються потужністю випромінювання до 100 мВт. Імпортні зразки виготовляються в овальному корпусі 3 і 5 мм, який в точності повторює розміри звичайного двохвивідною індикаторного світлодіода. Колір лінзи — від прозорого (water clear) до напівпрозорого блакитного або жовтого відтінку. ІК випромінюють діоди російського виробництва до сих пір проводять в мініатюрному корпусі: 3Л107А, АЛ118А. Прилади великої потужності випускають як в DIP корпусі, так і за технологією smd. Наприклад, SFh3715S від Osram в smd корпусі.

Технічні характеристики

На електричних схемах ІК випромінюють діоди позначають так само, як і світлодіоди, з якими вони мають багато спільного. Розглянемо їх основні технічні характеристики.

Робоча довжина хвилі — основний параметр будь-якого світлодіода, в тому числі інфрачервоного. У паспорті на прилад вказується її значення в нм, при якому досягається максимальна амплітуда випромінювання.

Так як ІК світлодіод не може працювати тільки на одній довжині хвилі, прийнято вказувати ширину спектра випромінювання, яка свідчить про наявний відхиленні від заявленої довжини хвилі (частоти). Чим вже діапазон випромінювання, тим більше потужності сконцентровано на робочій частоті.

Номінальний прямий струм — постійний струм, при якому гарантована заявлена ​​потужність випромінювання. Він же є максимально допустимим струмом.

Максимальний імпульсний струм — струм, який можна пропускати через прилад з коефіцієнтом заповнення не більше 10%. Його значення може в десять разів перевищувати постійний прямий струм.

Пряме напруга — падіння напруги на приладі у відкритому стані при протіканні номінального струму. Для ІК діодів його значення не перевищує 2В і залежить від хімічного складу кристала. Наприклад, Uпр АЛ118А = 1,7В, Uпр L-53F3BT = 1,2В.

Зворотна напруга — максимальне напруження зворотної полярності, яке може бути докладено до p-n-переходу. Існують екземпляри зі зворотним напругою не більше 1В.

ІК випромінюють діоди однієї серії можуть випускатися з різним кутом розсіювання, що відображається в їх маркуванні. Необхідність в однотипних приладах з вузьким (15 °) і широким (70 °) кутом розподілу потоку випромінювання викликана їх різною сферою застосування.

Крім основних характеристик, існує ряд додаткових параметрів, на які слід звертати увагу при проектуванні схем для роботи в імпульсному режимі, а також в умовах навколишнього середовища, відмінних від нормальних. Перед проведенням паяльних робіт слід ознайомитися з рекомендаціями виробника про дотримання температурного режиму під час пайки. Про допустимих тимчасових і температурних інтервалах можна дізнатися з datasheet на інфрачервоний світлодіод.

Ссылка на основную публикацию