日期：2025-03-20
大功率紅外led還具有高頻響應。與 PN 結相比，大功率紅外led的主要優勢在于由于耗盡區增大而具有較高的響應速度。雪崩光電二極管雪崩光電二極管 (APD) 使用碰撞電離(雪崩效應)在材料中產生內部增益。APD 需要高反向偏置操作(接近反向擊穿電壓)。每個光生載流子都會產生更多對，因此會通過雪崩擊穿倍增。這會在光電二極管內產生內部增益，從而增加有效響應度(每個光子產生的電流更大)。圖 3顯示了 APD 的橫截面。典型的光譜響應范圍約為 300 – 1100 nm。APD 中的電流噪聲高于 PIN 光電二極管，但信號增益增加得更大，使得 APD 中的信噪比更高。APD 通常具有更高的響應速度，并且能夠檢測或測量較低水平的光。
大功率紅外led一、操作模式
“光伏”模式無偏光電二極管可以在沒有任何電壓偏置的情況下運行。APD 設計為反向偏置，因此本節將與 PN 和 PIN 光電二極管相關。如果在結上不添加電壓，暗電流可以非常低(接近于零)。這降低了系統的總噪聲電流。因此，與使用反向電壓偏置的操作相比，無偏置 PN 或 PIN 光電二極管更適合低光照水平應用。(對于低光照應用，反向偏置 APD 仍將提供比 PN 或 PIN 大功率紅外led更高的靈敏度。)無偏置光電二極管也可以很好地用于低頻應用(高達 350 kHz)。圖 4 中可以看到正向偏置模式(綠色)和反向偏置模式(藍色)之間的無偏置模式(其中 V = 0)。該圖顯示無偏置時暗電流非常小(如果有的話)，這可以通過 V=0 時 IV 曲線交叉點處的電流不足看出。當光電二極管被照射時，耗盡區中的電場會增加。這會產生光電流，光電流會隨著光子通量的增加而增加。這在太陽能電池中最為常見，太陽能電池產生的電壓是在兩個端子之間測量的。與偏置模式相比，光伏模式的光電流響應度隨溫度的變化較小。無偏置光電二極管的主要缺點是響應速度較慢。如果系統沒有偏置，光電二極管的電容將達到最大值，從而導致速度較慢。
大功率紅外led二、端性
大功率紅外led有兩個端子，一個陰極和一個陽極。它具有低正向電阻(陽極正極)和高反向電阻(陽極負極)。本目錄中描述的大多數光電二極管的正常偏置操作要求對器件的有源區(即陽極)施加負偏置，或對器件的背面(即陰極)施加正偏置。在光伏和零偏壓模式下，產生的電流或電壓為二極管正向。因此，產生的極性與偏壓模式所需的極性相反。
大功率紅外led三、響應度
靈敏度的測量單位是入射到光電二極管上的輻射能量(以瓦特為單位)與光電流輸出(以安培為單位)之比。它以絕對響應度(以安培/瓦特為單位)表示。請注意，輻射能量通常以瓦特/平方厘米表示，光電二極管電流以安培/平方厘米表示。平方厘米項取消后，我們得到的是安培/瓦特 (A/W)。下面給出了一條典型的響應度曲線，其中顯示了 A/W 與波長的關系。
大功率紅外led四、光譜響應
待檢測輻射的波長是一個重要參數。從圖中可以看出，硅對波長超過 1100 nm 的輻射是透明的。因此，它不適合用于明顯長于此的波長。相反，硅的前 100 nm 厚度會吸收紫外線。即使是最仔細的表面處理也會留下一些表面損傷，從而降低此波長的收集效率。表面涂層進一步影響設備的光譜響應。應用抗反射涂層以增強所需波長的響應(高達 25%)是正常的。這些涂層可能會降低它們反射的其他波長的效率。封裝窗口進一步修改了光譜響應。標準玻璃窗口吸收短于 300 nm 的波長。對于紫外線檢測，需要熔融石英或紫外線透射玻璃窗口。還提供各種濾光窗來定制適合應用的光譜響應。一種特別有趣的特定濾光片可以修改正常的硅響應以接近人眼的光譜響應。
大功率紅外led五、發射模式運行
另一方面，紅外傳感器也以兩種主要：直接發射和間接發射。在直接發射中，紅外 LED 直接位于光電二極管前方，沒有障礙物，可以直接檢測信號。此模式適用于近距離檢測，例如接近傳感器。在間接發射中，紅外 LED 和光電二極管并排，傳感器前面有一個不透明物體。紅外 LED 發射的光線照射到不透明表面并反射回光電二極管。這種設置增加了檢測范圍和靈活性，非常適合長距離檢測或無法直接視線的環境。導航中的遙控器和避障系統受益于這種模式。選擇正確的發射類型取決于特定的應用要求和環境條件，以確保最佳檢測和性能。
大功率紅外led六、紅外成像設備
紅外成像設備是紅外波的突出應用，利用了其不可見的特性。這些設備廣泛應用于熱像儀、夜視設備和類似應用。例如，水、巖石、土壤、植被、人體組織和大氣等各種物質都會發出紅外輻射。熱紅外探測器可捕獲紅外范圍內的這些輻射，從而生成物體或區域的空間溫度圖。熱成像儀通常采用 Sb(銻化銦)、Gd Hg(摻汞鍺)和 Hg Cd Te(碲化汞鎘)等傳感器。使用液氦或液氮將電子探測器冷卻到低溫，以確保記錄的輻射能來自地形而不是掃描儀的內部環境溫度。紅外接收管的第一極與第一直流電源連接，紅外接收管的第二極通過第二電阻接地;濾波電路，與紅外接收管的第二極連接，用于濾除輸入的脈沖信號中的直流信號;電壓比較電路分別與濾波電路、紅外探測裝置的信號輸出端連接，用于當輸入的脈沖信號的幅度達到設定的幅度閾值時，輸出相同頻率的脈沖信號。
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