红外发射管基础知识-1.ppt

* 成光兴 红外发射管基础知识讲议 一、红外发射管基础知识 二、应用中的问题及原因分析 内容 红外发射管基础知识 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。 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。 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。 基本原理 LED晶片的元素為III-V族化合半導體（周期表） 材料的排列模式: Si 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 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. 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. LED的符號 P層與N層之接合狀況 LED之通電狀況 P極接正電, N極接負電, 則LED發光; 反之, 則不發光 红外LED的分类 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。 红外LED的五大物料與五大製程 LED示意图 晶片 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 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。 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）。 银胶 金线 金线（Gold Wire）：金线是用99.99%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。 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。 环氧树脂 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。 模条 发射管的主要参数 极限参数的意义 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6