您好、欢迎来到现金彩票网!
当前位置:广西快乐十分走势图 > 定角度发射式 >

红外发射管基础知识1

发布时间:2019-06-24 22:03 来源:未知 编辑:admin

  成光兴 ?红外发射管基础知识 红外发射管基础知识讲议 光是一种电磁波,它的波长区间从几个纳米(1nm=10-9m)到1毫 米(mm)左右。人眼可见的只是其中一部分,我们称其为可见光,可见光 的波长范围为380nm~780nm,可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、 青、兰、紫光,波长比紫光短的称为紫外光,波长比红光长的称为红外光。 严格地讲,术语LED应该仅应用于发射可见光的二极管;发射近红外辐 射的二极管叫红外发光二极管(IRED,Infrared Emitting Diode);发射峰值 波长在可见光短波限附近,由部份紫外辐射的二极管称为紫外发光二极管; 但是习惯上把上述三种半导体二极管统称为发光二极管。 红外发射二级管由红外辐射效率高的材料(常用砷铝化镓GaAlAs)制成 PN结,外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。光谱功率分布为中心波长 830~950nm,半峰带宽约40nm左右,它是窄带分布,为普通CCD黑白摄 像机可感受的范围。 1 成光兴 ? 基本原理 红外发射管基础知识讲议 LED晶片的元素為III-V族化合半導體(周期表) IB IIB III IV C Si Ge Sn V N ? á P ? C As ? ~ Sb ? O VI VII O S Se Te F CL Br I 2 Cu Ag B ? N Al ? T Zn Ga? S Cd In ? ? 成光兴 ? 材料的排列模式: Si 红外发射管基础知识讲议 ? 原子內各層的穩定電子數: 2, 8, 8, …..個 ? 矽的外層電子 數為4個電子 3 成光兴 红外发射管基础知识讲议 ? N-type的排列模式: Si + As ? 在Si的排列中放入 As,則將多出一個電 子, 在結構上是為帶 負電(Negative),故定 義為N-type. 4 成光兴 ? P-type的排列模式: Si + B ? 在Si的排列中放入 B, 在結構上將少一 個電子, 可視為帶正 電(Positive)的空域, 稱為電洞(hole), 定義 為P-type. 红外发射管基础知识讲议 5 成光兴 ? LED的符號 红外发射管基础知识讲议 ? P層與N層之接合狀況 6 成光兴 ? LED之通電狀況 红外发射管基础知识讲议 P極接正電, N極接負電, 則LED發光; 反之, 則不發光 7 成光兴 ?红外LED的分类 红外发射管基础知识讲议 ?按外尺寸分类:φ3、φ5、φ8、φ10、食人鱼、大功率等; ?按角度分类:9度、15度、30度、45度、60度、80度等; ?按功率分类:小功率、大功率。 8 成光兴 红外发射管基础知识讲议 ? ¤ ¤ j ? s ? { ? 红外LED的五大物料與五大製程 ? ¤ ¤ j ? ? ? ? ? ¤ ? ù ò § ° ÷ ?? ? ? ÷ ? ? u ? ? ? ? ? ? ? × Z ? ? u ?? ? ? ?? ¤ } ú ? ? ? T ? ? ? LED示意图 9 成光兴 ? 晶片 红外发射管基础知识讲议 晶片是LED的核心部分,也就是发光的光源,红外发射管也是 一样,亮度及电性的好坏主要取决于晶片。 发射管晶片的材质是砷化镓(GaAs)或者砷铝化镓(GaAlAs) 所组成。 ?发射管晶片的分类 目前发射管晶片分类主要按波长及晶片尺寸大小来区分。 一、按波长分:830nm、850nm、880nm、940nm等。 二、按晶片尺寸分:10mil、12mil、14mil、16mil、20mil、24mil、 40mil等。 提示:mil是尺寸单位,千分之一英寸。 1mil=0.0254mm 10 成光兴 ?支架 支架的材质一 般为铁材,表面镀 银。有时为了提高 支架的散热性,也 采用铜材。支架一 般分为碗杯型、平 头型 和特殊型。 碗杯型利用凹镜原 理,主要用于聚光 型LED,角度小; 且碗杯的大小、深 浅都会影响发光角 度。 红外发射管基础知识讲议 11 成光兴 ?银胶 红外发射管基础知识讲议 银胶(Silver Epoxy):我们通过加热银胶使之固化,达到把 晶片粘固在支架上的目的,便于焊线作业。且银胶还起到导电的 作用。 银胶的主要成份是:银粉、环氧树脂、固化剂、稀释剂。要 低温储存,高温固化(150℃/2H)。 ?金线 金线(Gold Wire):金线%的工业用金拉丝而成的, 其直径为0.9-1.2mil(1mil=0.0254mm)。其主要作用是连接晶片与 支架,且起导电作用。 12 成光兴 ?环氧树脂 红外发射管基础知识讲议 环氧树脂(Epoxy):LED封装用的胶体是一种环氧树脂胶, 它是一种双组分胶。主剂是A胶,是环氧树脂,固化剂是B胶, 是酸酐类物质。它的透光性、流动性良好。封装胶体的颜色是通 过加入色胶(色素)来改变的。色胶主要是由环氧树脂和各种热 安定性的染料调配而成的。扩散剂是由料度分布极为均匀之高光 扩散性填充料(SiO2)和环氧树脂所组成,它的功能是使晶片发 出的光在树脂内均匀的扩散,使LED发出柔和一致的光度,同时 会降低LED的亮度。 ?模条 模条(Mould): 其实就使用环氧树 脂成型的模具,也 就是说LED的外观 尺寸就取决于模条 的尺寸。 13 成光兴 ?发射管的主要参数 ?极限参数的意义 红外发射管基础知识讲议 1、允许功耗Pm:指允许加于LED两端正向电压与流过它的电 流之积的最大值。超过此值会造成LED发热以及损坏。 2、最大瞬间电流IFP :允许加到LED上的最大瞬间电流。只 允许脉冲电流使用,且不能长时间点亮。 3、最大正向电流IFM:允许加到LED上的最大正向电流。使用 时超过此值会损坏LED。 目前我司对不同尺寸晶片此电流定 为: 12mil的50mA、14mil的60mA 、16mil的80mA 、20mil的 120mA 、40mil的450mA 。 4、最大反向电压VRm:允许加到LED上的最大反向电压。使用 时超过此值可能会击穿LED。 5、工作温度topm:指LED可正常工作的环境温度范围(-25℃+70℃)。低于或高于此此温度范围,LED将不能正常工作, 效率会大大降低。 14 成光兴 ?光电特性参数 红外发射管基础知识讲议 1、光谙分布和峰值波长:某一个LED所发的光并非是单一波长的, 如发射管850nm的波长如图所示 ? λp Peak Wavelength峰值波長 主要是量測設備針對每一波長 量測光強度後所得的最高強度 的波長 ? λd Dominant Wavelength主要 是量測設備針對每一波長量測 光強度*視感度係數後所得的 最高強度的波長 ? △λ半頻寬值 Relative Intensity vs. Wavelength 1.0 Relative Intensity @20mA 0.5 0.0 700 750 800 850 900 950 Wavelength [ nm ] 為最高強度50%時的寬度 15 成光兴 ?电流与波长的关系 红外发射管基础知识讲议 在不同电流的情况下,发射管的波长是会不一样的,一般是 电流越大波长也越高。 Wavelength vs. Forward Current 880 Wavelength [ nm ] 870 860 850 840 830 1 10 100 1000 16 Forward Current [ mA ] 成光兴 2、发射功率及与电流的关系: 红外发射管基础知识讲议 红外发光二极管的发射功率用辐照度μW/m2表示。一般来说, 其红外辐射功率与正向工作电流成正比,但在接近正向电流的最大额 定值时,器件的温度因电流的热耗而上升,使光发射功率下降。红外 二极管电流过小,将影响其辐射功率的发挥,但工作电流过大将影响 其寿命,甚至使红外二极管烧毁。 Relative Radiant Intensity vs. DC Forward Current Relative Radiant Intensity @Normalized 20mA 10 1 0.1 0.01 1 10 IFDC [ mA ] 100 17 成光兴 红外发射管基础知识讲议 3、发射角度θ1/2:在发光(或辐射)强度分布图形中,发光(或 辐射)强度大于最大强度一半构成的角度。 ? 晶片相同的兩顆发射管, 2θ1/2愈 大則Iv愈小; ?支架插入胶体越深表示角度就 越大; ?影响发射管角度的还有支架碗 杯大小深浅、模条的R角大小及 晶片的大小高低等。 18 成光兴 红外发射管基础知识讲议 4、V-I特性:在正向电压小于某一值(叫阈值)时,电流极小,不发光。 只有当电压超过某一值后,正向电流随电压迅速增加而发光。因为二极 管的特性,反向是截止的,所以使用时极性插反是不会发光的。 当电压越过正向阈值电压 (不同的晶片此值是不一样的) 电流开始流动,而且是一很陡直 的曲线,表明其工作电流对工作 电压十分敏感。因此要求工作电 压准确、稳定,否则影响辐射功 率的发挥及其可靠性。辐射功率 随环境温度的升高(包括其本身 的发热所产生的环境温度升高) 会使其辐射功率下降。红外灯特 别是远距离红外灯,热耗是设计 和选择时应注意的问题。 19 成光兴 5、环境温度对发射管的影响: 红外发射管基础知识讲议 ?电压与温度的关系:在温度升高的情况下,发射管的电压VF相 对的会有所下降。 Forward Voltage vs. Temperature Forward Voltage @ 20mA C Normalize @ 25 ° 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 -40 -20 0 20 40 60 80 20 Ambient Temperature [ ° C] 成光兴 红外发射管基础知识讲议 ?发射功率与温度的关系:在温度上升的情况,发射功率同样也会 有所下降的。 Relative Intensity vs. Temperature Relative Intensity @ 20mA C Normalize @ 25 ° 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 -40 -20 0 20 40 60 80 21 Ambient Temperature [ ° C] 成光兴 红外发射管基础知识讲议 6、红外发射管的串并联使用 ?发射管的串联电路:即把发射管的正极连接负极几颗串接起来的 电路,一般在使用时加限流电阻。 U=(U1+U2+U3+U4+U5+U6)+I*R I= {U-(U1+U2+U3+U4+U5+U6)}/R 例如:客户使用电源电压为DC12V,发射管的电压VF=1.5V(IF=50mA),并且6 颗相同电压发射管串联使用,若客户使用电流也是50mA。问限流电阻用多大? R= U-(U1+U2+U3+U4+U5+U6)/I=12-(1.5*6)/0.05=60Ω 对此,只能是大概的算一下,客户实际使用时电流是会有一定误差的,因为 发射管本身的电压会有一个范围的。 22 成光兴 红外发射管基础知识讲议 ?发射管的并联电路:即把发射管的正极连接到一起负极连接到一 起,且几颗并排连接起来的电路,一般在使用时加限流电阻。 I=I1+I2+I3+I4 I1= {U-(发射管的电压)}/R I2、I3、I4与I1同样计算 并联电路的电压是相同的,总电流是各支流的电流总和。而串联 电路是电流相同,总电压是各元件电压的总和。 23 成光兴 红外发射管基础知识讲议 ?发射管的串并联混和电路:正常发射管在应用时就是用的既有串 联又有并联的电路。 总 控制电路 I总=I1+I2+I3+I4 I1=(U-控制电路损耗电压-此组发射管电压总和)/R1 I2、I3、I4与I1同样计算 24 成光兴 红外发射管基础知识讲议 ?与客户交往中所碰到的问题: 1、夜视效果不好或照射距离不够:造成此现象的原因很多,如: A、红外灯对摄像机、镜头、防护罩和供电系统配套性;B、发射 管的角度大小,角度大就功率小,相对距离就要短,角度小功率 会大,若与镜头配套不好又会形成明显的手电筒现象(即只看到 中间亮边上没有亮度);C、使用电流的大小,电流越大相对来说 功率会越高也会照得越远,但电流太大会损坏发射管的,对此看 客户使用什么样的电流再决定送什么的产品给客户(晶片尺寸越 大相对来说电流也可以用得越大,功率也会越高。对此若是同样 电流的话,晶片大不一定功率会更大的,也就是说用越大的晶片 一定要用更大电流才可以发挥其功效);D、发射管本身功率确实 比别人的低。 25 成光兴 红外发射管基础知识讲议 2、客户使用时反映电流偏大或偏小:若是电流偏大的话,是发射管本身的 电压偏低,对此只是相对,比如说客户设计时是按1.5电压设计的电流是 50mA,若发射管的电压是1.4的时候,电流肯定就要越过50mA。若是电流太 小,则反之。针对此问题可以作以下的计算,以便各位能够更好的理解: 如图电路,如果发射管的VF=1.5, 按前面所算限流电阻为60Ω,为了 方便计算我们把发射管也转换成 电阻来计算。 如果发射管的VF=1.5V(IF=50mA=0.05A),其电阻R=U/I=1.5/0.05=30Ω,其电流计算如 下:I=U/R总=12/(60+30*6)=0.05(A)=50mA 如果发射管的VF=1.4V(IF=50mA= 0.05A),由于限流电阻是按VF=1.5V计算的,即要把 此电压转换成1.5V,根据发射管的伏安特性曲线mA左 右。其电阻R =U/I=1.5/0.08=18.75Ω 。其电流计算如下: I=U/R总=12/(60+18.75*6)=0.07(A)=70mA 因为发射管本身的伏安曲线比较陡直,即电压稍变化电流变化就很大。对此客户能 够使用定电流话,就没有什么问题,一般都是定电压使用的,对此可以通过改变限流电阻的 方式来调整电流的大小。对此一定要与客户沟通,我司发射管的电压会存在一定范围的, 26 请其在使用时要注意电压的等级,不要混和使用。 成光兴 红外发射管基础知识讲议 3、发射管烧坏或电压上升:此现象一般是电流过大所损坏,造成电 流过大的原因有:A、客户本身设计时电流就已经过大,对此在送样 时一定要提醒客户的使用电流范围;B、发射管本身的电压偏低,对 此只是相对,比如说客户设计时是按1.5-1.6V电压设计的电流是50mA, 若发射管的电压是1.4-1.5V的时候,电流肯定就要越过50mA;C、客 户使用的电源不稳定,而造成电源电压偏高,致使发射管电流过大而 损坏。 4、客户反映发射管亮度不一致:此现象主要是波长不一样所致,波 长越低视觉上会红色就越亮,波长越高就越暗。对此我司已对波长 进行分光,若客户那边还有此现象,有两种可能:A、分光本身有混 料或分光机有问题;B、客户使用时混用(两种波长的产品用在一 起)。造成亮度不一致的原因还有:使用电流不一样、支架碗杯的 颜色不一样,对此是由于的反光度造成视觉上感觉不一样。 27 成光兴 红外发射管基础知识讲议 28

http://cheekitrip.com/dingjiaodufasheshi/81.html
锟斤拷锟斤拷锟斤拷QQ微锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷微锟斤拷
关于我们|联系我们|版权声明|网站地图|
Copyright © 2002-2019 现金彩票 版权所有