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      紅外對管的原理及應用

      發布日期:2019-11-23瀏覽次數:1174

         紅外線接收管是在LED行業中命名的,是專門用來接收和感應紅外線發射管發出的紅外線光線的。一般情況下都是與紅外線發射管成套運用在產品設備當中。

         特征與原理:  
         紅外線接收管是將紅外線光信號變成電信號的半導體器件,它的核心部件是一個特殊材料的PN結,和普通二極管相比,在結構上采取了大的改變,紅外線接收管為了更多更大面積的接受入射光線,PN結面積盡量做的比較大,電極面積盡量減小,而且PN結的結深很淺,一般小于1微米。紅外線接收二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時,反向電流很?。ㄒ话阈∮?.1微安),稱為暗電流。當有紅外線光照時,攜帶能量的紅外線光子進入PN結后,把能量傳給共價鍵上的束縛電子,使部分電子掙脫共價鍵,從而產生電子---空穴對(簡稱:光生載流子)。它們在反向電壓作用下參加漂移運動,使反向電流明顯變大,光的強度越大,反向電流也越大。這種特性稱為“光電導”。紅外線接收二極管在一般照度的光線照射下,所產生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負載,負載上就獲得了電信號,而且這個電信號隨著光的變化而相應變化。 
         分類:紅外線接收管有兩種,一種是光電二極管,另一種是光電三極管。光電二極管就是將光信號轉化為電信號,光電三極管在將光信號轉化為電信號的同時,也把電流放大了。因此,光電三極管也分為兩種,分別別是NPN型和PNP型。
         作用:紅外接收管的作用是進行光電轉換,在光控、紅外線遙控、光探測、光纖通信、光電耦合等方面有廣泛的應用。如何選擇紅外線接收管:紅外線最重要的參數就是光電信號的放大倍率,一般的有1000-1300 1300-1800 1800-2500,這些對靈敏度有決定作用。
         紅外對管是紅外線發射管與光敏接收管,或者紅外線接收管,或者紅外線接收頭配合在一起使用時候的總稱。紅外線在光譜中波長自0.76至400微米的一段稱為紅外線,紅外線是不可見光線。所有高于絕對零度(-273.15℃)的物質都可以產生紅外線?,F代物理學稱之為熱射線。醫用紅外線可分為兩類:近紅外線與遠紅外線。 
         
      紅外線發射管

         紅外線發射管在LED封裝行業中主要有三個常用的波段,如下850NM、875NM、940NM。根據波長的特性運用的產品也有很大的差異,850NM波長的主要用于紅外線監控設備、875NM主要用于醫療設備、940NM波段的主要用于紅外線控制設備。EG:紅外線遙控器、光電開關、光電記數設備等。
      功能說明

         管子的極性不能搞錯,通常較長的引腳為正極,另一腳為負極。如果從引腳長度上無法辨識(比如已剪短引腳的),可以通過測量其正反向電阻確定之。測得正向電阻較小時,黑表筆所接的引腳即為正極。

         通過測量紅外發光二極管的正反向電阻,還可以在很大程度上推測其性能的優劣。以500型萬用表R×1k檔為例,如果測得正向電阻值大于20kΩ,就存在老化的嫌疑;如果接近于零,則應報廢。如果反向電阻只有數千歐姆,甚至接近于零,則管子必壞無疑;它的反向電阻愈大,表明其漏電流愈小,質量愈佳。
         光敏接收管

         它是一個具有光敏特征的PN結,屬于光敏三極管,具有單向導電性,因此工作時需加上反向電壓。無光照時,有很小的飽和反向漏電流(暗電流)。此時光敏管不導通。當光照時,飽和反向漏電流馬上增加,形成光電流,在一定的范圍內它隨入射光強度的變化而增大。 
         紅外線接收管
         功能與光敏接收管相似只是不受可見光的干擾,屬于光敏二極管,只對紅外線有反應。   

         紅外線接收頭

         就是在紅外線接收管的基礎上進行放大的信號的作用,類似與三極管的放大效果。

         紅外線對管的判斷方法

         人們習慣把紅外線發射管和紅外線接收管稱為紅外對管。紅外對管的外形與普通圓形的發光二極管類似。初接觸紅外對管者,較難區分發射管和接收管。
         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,測量紅外對管的極間電阻,以判別紅外對管。
         判據一:在紅外對管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,電阻小并且三用表指針隨著光線強弱變化時,指針擺動的是接收管。
         注:(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。
         2)通電試驗方法判別
         用一只發光二極管和—只電阻與被測的對管串聯,如圖2所示。圖中電阻起限流作用,阻值取220歐--510歐。LED發光二極管用來顯示被測紅外管的工作狀態。用遙控器(電視機遙控器等)對著被測管按下遙控器的任意鍵,LED亮時,被測管是紅外接收管。不亮則是紅外發射管。
         測量紅外發光二極管在發射器電路上的工作電壓和工作電流,可以簡便地判定其工作善如何。測量管子兩端的工作電壓時,靜態下(即沒有按鍵按下時)通常為零,而動態下(即按下某一按鍵時)將跳變為一個較小的電壓值,因遙控系統的編碼方式、驅動電路的結構以及工作電源電壓的不同,該電壓值通常在 0.07~0.4V之間,而且表筆還應微微顫抖。當使用數字式萬用表測量時,其測量值將普遍高于指針式萬用表測得的數值,通常在0.1~0.8V之間。如果出現靜態時表針顫抖而動態時不抖、靜態下和動態下都顫抖、靜態下和動態下均不顫抖,以及動態電壓與靜態電壓無明顯差別等現象,可判定紅外發光二極管工作異常,倘若驅動放大電路正常,則多為紅外發光二極管損壞。
         紅外發光二極管應保持清潔、完好狀態,尤其是其前端的球面形發射部分既不能存在臟垢之類的污染物,更不能受到摩擦損傷,否則,從管芯發出的紅外光將產生反射及散射現象,直接影響到紅外光的傳播,輕者可能降低遙控的靈敏度,縮減控制距離,重者可能產生失靈,甚至遙控失效。
      紅外發光二極管在工作過程中其各項參數均不得超過極限值,因此在代換選型時應當注意原裝管子的型號和參數,不可隨意更換。另外,也不可任意變更紅外發光二極管的限流電阻。由于紅外光波長的范圍相當寬,故紅外發光二極管必須與紅外接收二極管配對使用,否則將影響遙控的靈敏度,甚至造成失控。因此在代換選型時,要務必關注其所輻射紅外光信號的波長參數。
         紅外發光二極管封裝材料的硬度較低,它的耐高溫性能更差,為避免損壞,焊點應當晝遠離引腳的根部,焊接溫度也不能太高,焊接時間更不宜過長,最好用金屬鑷子夾住引腳的根部,以幫助散熱。引腳彎折開關的定型應當在焊接之前完成,焊接期間管體與引腳均不得受力。
         紅外線接收頭
          采用小型設計、內屏蔽模塊封裝,可以做紅外線解碼實驗,紅外線遙控器等等。配合遙控器完成遙控解碼及紅外遙控實驗。在紅外遙控系統中作為接收元件廣泛應用于
         1、視聽器材(如VCD、DVD、DVB、TV等)
         2、家庭器材(如冷氣機,電風扇、電燈等)
         3、紅外線搖控(如玩具等)
         金屬封裝紅外線接收管,適用于各類光電轉換的自控儀器,傳感器.各類光電檢測器的信號光源.根據驅動方式可獲得穩定光.脈沖光,緩變光.常用于控制,報警等方面.持點;采用反射功能的結構形式,光功率較強,低驅動電壓,易與晶體管電路匹配.結構堅固耐震.可靠性高.金屬玻璃封裝器件,耐磨耐溫性好。
         接收器對外只有3個引腳:Out、GND、Vcc與單片機接口非常方便,如圖所示。
         ① 脈沖信號輸出接,直接接單片機的IO接口。
         ② GND接系統的地線(0V);
         ③ Vcc接系統的電源正極(+5V);


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