红外LED主要参数与选型参考

红外LED主要参数与选型参考

发射管

λp ：Peak Wave Length，峰值波长。

无论什么材料制成的LED，都有一个相对光辐射最强处，与之相对应有一个波长，此波长为峰值波长，它由半导体材料的带隙宽度或发光中心的能级位置决定。

常见的红外LED的峰值波长范围：830~950nm。一般选择940nm，主要有以下两点原因：

1.由于可见光的波长范围为390~770nm，所以峰值波长小的红外LED在使用时用肉眼会观察到

暗红色，透光率低。

2.940nm的红外LED主要用在家电类的红外遥控器，成本便宜。

Δλ：Spectral Bandwidth，光谱半波宽。

相对光谱能量分布曲线上，两个半极大值强度处对应的波长差，如图1所示，它标志着光谱纯度，同时也可以用来衡量半导体材料中对发光有贡献的能量状态离散度，LED的发光光谱的半宽度一般为30－100nm，光谱宽度窄意味着单色性好。

图1光谱半波宽Δλ

在选型上尽量选择光谱半波宽小的发射管，同时需要结合成本考虑。选择的发射管的光谱半波宽均为45nm。

I e：Radiant Intensity，辐射强度。

指点辐射源在某方向上单位立体角内传送的辐射通量，单位为W/Sr。

辐射强度用以表示红外线发光二极管(IR)其辐射红外线能量之大小。

辐射强度与输入电流成正比。

发射距离与辐射强度成正比。

图2是4种品牌的发射管的辐射强度与导通电流的关系图。

IR26-51C/L110/TR8 IR333/H2 IR533C-74 KEL-5315C

图2 辐射强度VS导通电流

θ1/2：Half Angle，半功率角。

LED的发光强度会随着角度的偏离而减弱。当光强减弱到法线方向的一半时，此方向与法线的夹角即为半值角。通常半值角是对称的。

为了减少发射管的数量，我们往往会选择半功率角比较大的发射管，这样可以实现1个发射管对应多个接收管的方案。

表1 发射管的半功率角

外形尺寸和安装方式

选择发射管还需要关心其外形尺寸和安装方式。

表2 发射管的外形尺寸和安装方式

Vf：正向压降。

在选择合适的驱动电流I f的时候，还需要考虑正向压降的变化。

图3是4种品牌的发射管的正向压降与导通电流的关系。

IR26-51C/L110/TR8 IR333/H2 IR533C-74 KEL-5315C 图3 正向压降VS导通电流

工作温度范围

由于半导体器件受温度影响较大，在实际使用的时候还要考虑其受温度的影响，必要时选择合适的散热方式。

图4是4种品牌的发射管的导通电流与温度的关系。

IR26-51C/L110/TR8 IR333/H2 IR533C-74 KEL-5315C

图4 导通电流VS环境温度

开关时间

为了防止其它光线的干扰，一般红外的发射和接收都需要进行一定频率信号的调制。发射管的开关时间会限制调制信号的最大频率。但由于发射管和接收管成对使用，开关频率的瓶颈一般在接收管端，所以一般发射管都没有给出开关时间的参数。

威世的红外发射管TSAL5100开关的上升和下降时间均为800ns。

接收管

接收管一般都与发送管有对应型号，一般不需要选择，但在选择发射管的同时应该考虑接收管的一些参数特性。

λp ：Peak Wave Length，峰值波长。

此参数尽量与发射管的相同。

表3 接收管峰值波长

λ0.5：Rang Of Spectral Bandwidth，光谱半波范围。

此参数的范围越窄越好，抗干扰能力越强

表4 接收管光谱半波范围

I CA：Collector Light Current，集电极亮电流。

在规定光照下，当施加规定的工作电压时，流过集电极的电流。

集电极亮电流越大，说明接收管的灵敏度越高。

图5是4种品牌的接收管的集电极亮电流与光照强度的关系图。要注意，前3个接收管使用的是辐照度作为x轴，而KDT-6315A使用的是光照度。

PT26-51B/TR8 PT334-6B（ES）PT534-6B（ES）KDT-6315A

图5 集电极亮电流VS光照强度

I CEO：Collector Dark Current，集电极暗电流。

在无光照的情况下，集电极与发射极间的电压为规定值时，流过集电极的反向漏电流。该参数越小越好。图6是4种品牌的接收管的集电极暗电流与环境温度的关系。

PT26-51B/TR8 PT334-6B（ES）PT534-6B（ES）KDT-6315A

图6 集电极电流VS环境温度

θ1/2：Half Angle，半功率角。

为了减少接收管的数量，我们往往会选择半功率角比较大的接收管，这样可以实现多个发射管对应1个接收管的方案。

如KDT-6315A给出的参数为15dec。

外形尺寸和安装方式

接收管的外形尺寸和安装方式应该与发射管相同。

伏安特性

在给定的光照度下，三极管上的电压与光电流的关系。

一般来说，从可靠性角度，要求导通时V CE越小越好；但处于放大区的开关速度比饱和区高。所以需要设

计时进行充分考虑匹配电阻。

图7是4种品牌的接收管的伏安特性曲线。

PT26-51B/TR8 PT334-6B（ES）PT534-6B（ES）KDT-6315A 图7 伏安特性曲线

工作温度范围

图8是4种品牌的发射管的功耗与环境温度的关系。

PT26-51B/TR8 PT334-6B（ES）PT534-6B（ES）KDT-6315A 图8 功耗VS环境温度

开关时间

表5是4种品牌的接收管的开关时间表。

表5 接收管开关时间