紅外線二極體

紅外線二極體，由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵 GaAs）製成 PN結，外加正向偏壓向 PN結注入電流激發紅外光的二極體。它是窄帶分布，為普通 CCD 黑白攝像機可感受的範圍。

基本介紹

• 中文名：紅外線二極體
• 外文名：IR Diode
• 中心波長： >760nm
• 半峰頻寬：約 40nm 左右

介紹

紅外線二極體由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵 GaAs）製成 PN結，外加正向偏壓向 PN結注入電流激發紅外光的二極體。它是窄帶分布，為普通 CCD 黑白攝像機可感受的範圍。其最大的優點是可以完全無紅暴

原理

紅外二極體大多都是採用無色透明樹脂封裝或黑色、淡藍色樹脂封裝三種形式，無色透明樹脂封裝的管子，可以透過樹脂材料觀察，若管芯下有一個淺盤，即是紅外二極體，光電二極體和光電三極體無此淺盤；若是深色樹脂封裝的，可藉助於萬用表R×1k檔進行區別，紅外發光二極體的反向電阻通常為數百千歐至無窮大，其正向電阻有15～40kΩ之間（視不同型號和新舊程度而異）；而光電二極體的正向電阻僅為10kΩ左右，光電三極體的正反向電阻均為無窮大（一律為遮光條件下所測值）。

特性

紅外線二極體陽極（P極）電壓加正，陰極（N極）電壓加負，此時二極體所加之電壓為正向電壓，同時亦產生 正向電流，提供了紅外線發光二極體發射出光束的能量，其發光的條件與一般的發 光二極體(LED)一樣，只是紅外線為不可見光。一般而言砷化鎵的紅外線發光二極 體約須1V，而鎵質的紅色發光二極體切入電壓約須1.8V；綠色發光二極體切入電壓 約須2.0V左右。當加入之電壓超過切入電壓之後，電流便急速上升，而周圍溫度對 二極體的切入電壓影響亦很大，當溫度較高時，將使其切入電壓數值降低，反之， 切入電壓升高。 紅外線發光二極體工作在反向電壓時，只有微小的漏電流，但反向電壓超過崩 4潰電壓時，便立即產生大量的電流，將使元件燒毀，一般紅外線二極體反向耐壓之 值約為3~6V，在使用時儘量避免有此一情形發生。

紅外線二極體電流-電壓特性

方向特性

紅外線二極體的發射強度因發射方向而異。發射強度是以最大值為基準，方向角度即為發射強度的相對值。當方向角度為零度時，其放射強度定義為 100%，當方向角度越大時，其放射強度相對的減少，發射強度如由光軸取其方向角度一半時，其值即為峰值的一半，此角度稱為方向半值角，此角度越小即代表元件之指向性越靈敏。一般使用紅外線發光二極體均附有透鏡，使其指向性更靈敏。

紅外線二極體的方向特性

發射束特性

一般可見光的發光二極體其輸出光的強度是以光度表示之，而不可見光如紅外線發光二極體其輸出光的能量大小，是以發射束 Fe 表示，其單位為瓦特。發射束的意義是單位時間內，所能發射、搬移光的能量的多寡。紅外線發光二極體的發射束大體上也是隨電流比例而定，如下圖所示，為發射束和正向電流的特性曲線。同時，發射束亦受周圍溫度影響，溫度下降時，發射束反而增強；溫度上升時，則下降（正向電流一般都有一固定值），然而因熱損失之故，元件上的溫度便形增加，如此發光效率就會受到影響而降低。

發光頻譜

發光二極體所發射的光波長，常因其所用的材料而異。砷化鎵的紅外線發光二極體，其峰值發光波長為 940~950 nm，其中虛線部分，是 Si 質光電晶體的相對分光感度，光電晶體的感光範圍很大，其範圍由 500nm到 1100nm，而其感光峰值約在 800nm左右，所以光電晶體除了平常用來做可見光線偵測外，也常用來做紅外線接收器。但使用光電晶體當紅外線接收器時，須注意其它光線的干擾，為排除干擾可以在接收器的放大部份加入一帶通濾波器，以讓紅外線發光二極體發射出來光線的頻率通過，如此可以減少很多不必要的干擾。

紅外線二極體的發光頻譜

判斷方法

1.用三用表測量識別可用500型或其他型號指針式三用表的Rxlk電阻擋，測量紅外線二極體的極間電阻，以判別紅外線二極體。

判據一：在紅外二極體的端部不受光線照射的條件下調換表筆測量，發射管的正向電阻小，反向電阻大，且黑表筆接正極(長引腳)時， 電阻小的(1k—20k)是發射管。正反向電阻都很大的是接收管。

判據二：黑表筆接負極(短引腳)時電阻大的是發射管，電阻小並且三用表指針隨著光線強弱變化時，指針擺動的是接收管。註：（1）黑表筆接正極，紅表筆接負極時測量正向電阻。 （ 2）電阻大是指三用表指針基本不動。

包裝與外形

紅外線發光二極體的包裝種類分為三種，透鏡消除型、陶瓷型及樹脂分子型。若在使用環境上，用途上要求嚴格的話，應使用陶瓷型的最佳。紅外線發光二極體的外型。

紅外線二極體的外形

參數

主要參數

λpeak 峰值波長

主要波長有：850nm、870nm、880nm、940nm、980nm；

就輻射功率而言：850nm>880nm>940nm

套用

主要套用於彩電、錄像機、影碟機、音響裝置、空調器控制板，遊戲機、投幣機、遙控器、紅外線攝像頭、電子儀表，電錶，水錶，各種安防設備，各類紅外遙控的產品系統中。