红外接收二极管和红外发光二极管是两种不同类型的光电二极管,它们在红外通信和控制系统中扮演着重要角色。以下是它们的工作原理:
红外发光二极管(IRLED)
工作原理:
材料 :通常使用砷化镓(GaAs)或砷铝化镓(GaAlAs)等材料。结构:
与普通发光二极管相似,但使用的是能够发射红外光的半导体材料。
工作条件:
当通过红外发光二极管的正向电压大于其导通电压时,正向电流流过二极管。
发光过程:
在外部场强的驱动下,电子与空穴相遇并重新组合,释放出能量,激发发射材料中的电子由高能级跃迁到低能级,产生光辐射,从而发出红外光信号。
波长:
常用的红外发光二极管发出的红外线波长约为940nm。
红外接收二极管(IRReceiver)
工作原理
结构:
核心部件是一个特殊材料的PN结,与普通二极管相比,PN结面积较大,电极面积较小,结深很浅。
工作条件:
在反向电压作用下工作。
光电流:
在没有光照时,反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流。当有红外线光照时,携带能量的红外线光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子---空穴对(光生载流子)。
光电导:
在反向电压作用下,光生载流子参加漂移运动,使反向电流明显变大,光的强度越大,反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。
信号转换:
接收到的红外光信号通过电路进行放大和解码,以获取原始信号。
总结
红外发光二极管:将电能转化为红外光信号,用于发射红外光。
红外接收二极管:将红外光信号转化为电信号,用于接收和解码红外光。
这两种二极管在红外通信系统中相互配合,实现信号的发送和接收,广泛应用于家用电器、室内近距离遥控等场合。