La introducción de diodos emisores de luz infrarrojos

La introducción de diodos emisores de luz infrarrojos

Los diodos emisores de luz infrarrojos (LED, y también lo nombramos como LED IR) son dispositivos semiconductores que emiten luz en el espectro infrarrojo cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Estos LED de LED y DIP SMD se han convertido en un componente esencial en diversas aplicaciones, incluidos controles remotos, sistemas de seguridad, dispositivos de comunicación y tecnología de visión nocturna. Declaremos la definición, composición, principio de trabajo, características y aplicaciones de LED infrarrojos en detalle.

Definición de diodos emisores de luz infrarrojos (LED). Un LED infrarrojo es un tipo de diodo emisor de luz que emite luz en la región infrarroja del espectro electromagnético. El espectro infrarrojo generalmente varía de alrededor de 700 nanómetros (nm) a 1 milímetro (mm) en la longitud de onda, más allá del extremo rojo del espectro visible. Los LED infrarrojos están específicamente diseñados para emitir luz en este rango, haciéndolos invisibles a simple vista pero detectables por sensores y cámaras infrarrojas.

Composición de LED infrarrojos

LED infrarrojos (esto incluye el LED de 940 nm, LED de 850 nm, LED de 730 nm, LED de 1050 nm, ECT LED de 1550 nm) están compuestos generalmente de materiales semiconductores que emiten luz cuando la corriente fluye a través de ellos. Los materiales semiconductores más utilizados en los LED infrarrojos son el arsenuro de galio (GaAs), el fosfuro de arsenuro de galio (GAASP) y el arsenuro de aluminio galio (Gaalas). Estos materiales se eligen por su capacidad para emitir luz en el espectro infrarrojo y su compatibilidad con los procesos de fabricación de LED. La estructura de un LED infrarrojo consta de varias capas de materiales semiconductores. La estructura más básica incluye una capa semiconductora de tipo N y una capa semiconductora de tipo P, separada por una unión conocida como región activa. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión PN, los electrones y los agujeros se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones. La energía de estos fotones corresponde a la longitud de onda de la luz emitida, que en el caso de LED infrarrojos cae dentro del espectro infrarrojo.

Principio de trabajo de LED infrarrojos

El principio de trabajo de un LED infrarrojo se basa en el fenómeno de la electroluminiscencia, donde la emisión de la luz ocurre como resultado de la recombinación de portadores de carga (electrones y agujeros) en un material semiconductor. Cuando se aplica un voltaje de polarización directa a la unión PN del LED, los electrones de la región de tipo N y los agujeros de la región de tipo P se inyectan en la región activa. En la región activa, los electrones recombinan con agujeros, liberando energía en en La forma de los fotones. La banda de energía del material semiconductor determina la longitud de onda de la luz emitida. En el caso de los LED infrarrojos, el BandGAP está diseñado para emitir luz en el espectro infrarrojo, que es invisible para el ojo humano, pero puede ser detectado por sensores y cámaras infrarrojas.

Características de los LED infrarrojos

Los LED infrarrojos exhiben varias características que las hacen adecuadas para una amplia gama de aplicaciones. Algunas de las características clave de los LED infrarrojos incluyen: 1. Rango de longitud de onda: los LED infrarrojos emiten luz en el espectro infrarrojo, que generalmente varían de 700 nanómetros a 1 milímetro de longitud de onda. La longitud de onda específica emitida por un LED infrarrojo depende del material semiconductor utilizado en su construcción. Eficiencia: los LED infrarrojos son altamente eficientes para convertir la energía eléctrica en energía ligera. Esta eficiencia es crucial para las aplicaciones donde el consumo de energía es una preocupación, como en dispositivos portátiles o sistemas operados por batería. Vida útil: los LED infrarrojos tienen una larga vida útil, que generalmente varían de 50,000 a 100,000 horas de operación continua. Esta longevidad los hace ideales para aplicaciones donde el mantenimiento o el reemplazo son difíciles o costosos. Operación instantánea: los LED infrarrojos tienen un tiempo de respuesta rápido, lo que significa que pueden encenderse y apagarse casi instantáneamente. Esta característica es esencial para aplicaciones que requieren una modulación o conmutación rápida de la fuente de luz. Direccionalidad: los LED infrarrojos emiten luz en un haz direccional, haciéndolos adecuados para aplicaciones donde se requiere una orientación precisa de la fuente de luz. Esta salida direccional se puede mejorar aún más con el uso de lentes o reflectores ópticos.

Aplicaciones de LED infrarrojos

Los LED infrarrojos encuentran un uso generalizado en varias aplicaciones en diferentes industrias. Algunas de las aplicaciones clave de los LED infrarrojos incluyen: 1. Controles remotos: los LED infrarrojos se usan comúnmente en dispositivos de control remoto para televisores, aires acondicionados y otros electrodomésticos. La luz infrarroja emitida por el LED es recogida por un sensor en el dispositivo receptor, lo que permite la comunicación y el control inalámbrico. Sistemas de seguridad: los LED infrarrojos son una parte integral de los sistemas de seguridad, como cámaras de vigilancia y sensores de movimiento. La luz infrarroja es invisible para el ojo humano, pero puede ser detectado por cámaras equipadas con sensores infrarrojos, lo que permite capacidades de visión nocturna. Dispositivos de comunicación: los LED infrarrojos se utilizan en sistemas de comunicación óptica para transmitir datos de forma inalámbrica a distancias cortas. La luz infrarroja puede transportar señales de datos que son inmunes a la interferencia de las señales de radiofrecuencia, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de comunicación seguras. Aplicaciones automotrices: los LED infrarrojos se utilizan cada vez más en aplicaciones automotrices, como sensores de proximidad, luces de freno e iluminación interior. Los sensores infrarrojos pueden detectar objetos en el entorno del vehículo y ayudar en los sistemas de asistencia de estacionamiento. Dispositivos médicos: los LED infrarrojos se emplean en dispositivos médicos para aplicaciones como fototerapia, monitoreo de saturación de oxígeno en sangre e imágenes térmicas. La capacidad de la luz infrarroja para penetrar los tejidos lo hace valioso para los procedimientos médicos no invasivos. Automatización industrial: los LED infrarrojos se utilizan en sistemas de automatización industrial para tareas como detección de objetos, detección de posición y escaneo de códigos de barras. La fiabilidad y la velocidad de los sensores infrarrojos los hacen muy adecuados para aplicaciones de fabricación y logística.

Conclusión

Los diodos (LED) de luz infrarrojos son dispositivos semiconductores que emiten luz en el espectro infrarrojo, lo que los hace valiosos para una amplia gama de aplicaciones que requieren fuentes de luz invisibles. La composición, el principio de trabajo, las características y las aplicaciones de los LED infrarrojos los convierten en un componente versátil y esencial en diversas industrias, incluidas la electrónica, las comunicaciones, el automóvil automotriz, la atención médica y la seguridad. A medida que la tecnología continúa avanzando, la demanda de fuentes de luz eficientes y confiables Se espera que los LED infrarrojos crezcan. Al comprender los principios y aplicaciones fundamentales de los LED infrarrojos, los ingenieros e investigadores pueden continuar innovando y desarrollando nuevas tecnologías que aprovechen las propiedades únicas de la luz infrarroja para diversas aplicaciones.