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Wissenswertes zu IR-Dioden

LEDs dienen als Signalgeber oder Lichtquelle und werden in vielen Bereichen verwendet. Die Wellenlänge des Lichts ist vom verwendeten Halbleiterkristall und der Dotierung abhängig. Für Infrarot-LEDs werden Aluminiumgalliumarsenid oder Galliumarsenid verwendet. Wozu Infrarot-Dioden verwendet werden und worauf beim Kauf zu achten ist, fassen wir in unserem Ratgeber für Sie zusammen.


Wie funktionieren Leuchtdioden?

In lichtemittierenden Dioden steckt einiges an Technik: Im Prinzip bestehen die Signal- oder Lichtgeber aus einer Anode und Kathode. Auf der Kathode befindet sich ein Halbleiterkristall, der in einer Reflektorwanne eingebettet ist. Über einen hauchdünnen Bonddraht ist er mit der Anode verbunden. Der Halbleiterkristall setzt sich aus zwei unterschiedlich dotierten Materialien zusammen – einer positiv und einer negativ dotierten Schicht. Wird nun eine geringe Menge an Spannung in Durchflussrichtung angelegt, bewegen sich die Elektronen in Richtung der positiv dotierten Schicht. Es folgt eine Rekombination von Elektronen und Elektronenlöchern, wodurch Energie in Form von Photonen freigegeben wird. Für eine maximale Lichtausbeute und hohen Wirkungsgrad ist die Reflektorwanne verantwortlich. Auch die Kunststofflinse, die alle wichtigen Bauelemente umschliesst, beeinflusst die Lichtausbeute und bestimmt ausserdem den Abstrahlwinkel. Lichtemittierende Dioden werden mittlerweile mit verschiedenen Wellenlängen angefertigt.

1 = Halbleiterkristall (LED-Chip)
2 = Reflektorwanne
3 = Anode

4 = Kathode
5 = dünner Draht (Bond Draht)
6 = Kunststofflinse


Wissenswertes zu Infrarot-LEDs

Lichtemittierende Dioden mit Infrarot (IR) funktionieren nach demselben Prinzip wie jene, die für das menschliche Auge sichtbares Licht aussenden. Das Licht von IR-LEDs liegt in einem Wellenlängenbereich zwischen 700 nm bis 1000 nm. Um die Wellenlänge zu beeinflussen, wird auf unterschiedliche Halbleitermaterialien gesetzt. Hauptsächlich kommen bei IR-LEDs Galliumarsenid (885 nm) und Aluminiumgalliumarsenid (940 nm) zum Einsatz. Der Stromfluss liegt häufig bei 20 mA. Als Empfänger des gesendeten IR-Lichts können IR-Empfänger, (Foto-)Transistoren oder Fotodioden dienen.

Übrigens gehen lichtemittierende Infrarotdioden (infrared LEDs im Englischen) auf den Erfinder und Elektrotechniker James R. „Bob“ Biard zurück, der in Zusammenarbeit mit Gary E. Pittman für das Unternehmen Texas Instruments an IR-LEDs arbeitete. Das US-Patent (US3293513A) ist auf das Jahr 1962 datiert.


Anwendungsgebiete von Infrarot-Dioden

Lichtemittierende IR-Dioden sind den meisten Anwendern sicher von IR-Fernbedienungen bekannt, die im Bereich der Entertainment-Elektronik verwendet werden. Auch die Iris-Scanner an einigen Smartphone-Modellen nutzen diese Technologie in Kombination mit der Frontkamera.

Auf lichtemittierende Dioden im Wellenlängenbereich zwischen circa 880 nm und 940 nm wird auch bei Lichtschranken zurückgegriffen. Auch bei Bewegungsmeldern, Überwachungs- und Wildkameras wird diese Technologie häufig genutzt.


Lichtemittierende Dioden mit Infrarot kaufen

Wenn Sie beabsichtigen, LEDs mit Infrarottechnologie zu nutzen, gibt es einige wichtige Kaufkriterien, auf die Sie achten sollten.

Gehäuse und Linsenform: Für den Einbau der verschiedenen Modelle sollten Sie auf die Gehäusegrösse sowie -form achten. Besonders häufig kommen runde Linsenformen vor, daneben gibt es aber auch eckige Varianten.

Abstrahlwinkel: Prüfen Sie, welchen Strahlungswinkel Sie benötigen. Das Angebot reicht von 5° bis hin zu 140°.

Wellenlänge: Zu jedem Produkt finden Sie unter den technischen Daten einen Wert zur Wellenlänge.

Die verschiedenen Typen in unserem Online-Shop sind radial bedrahtet oder in der SMD-Variante ausgeführt.


Unser Praxistipp: Infrarotlicht sichtbar machen

Das menschliche Auge kann Infrarotlicht nicht wahrnehmen. Um die Funktionsfähigkeit einer IR-LED zu überprüfen, genügt es, eine digitale Kamera zur Hilfe zu nehmen. Schalten Sie eine IR-LED ein und prüfen Sie über das Bild der Kamera, ob die LED leuchtet oder nicht. Allerdings ist das nicht mit jeder Kamera möglich, unter Umständen müssen Sie den Versuch mit verschiedenen Modellen (auch Smartphones) ausprobieren.


FAQ – häufig gestellte Fragen zu IR-LEDs

Was bedeutet SMD?

Neben radial bedrahteten Modellen finden Sie in unserem Online-Shop auch die SMD-Variante. SMD steht für Surface Mounted Device und bedeutet, dass solche Modelle direkt auf dem Bauteil, beispielsweise einer Platine, befestigt werden. Zumeist sind SMD-Versionen kleiner und flacher als ihre bedrahteten Pendants.

Wie werden bedrahtete lichtemittierende Halbleiter-Chips verbaut?

Dafür sind sowohl handwerkliches Geschick (zum Löten) als auch technisches Know-how vonnöten. Eine bedrahtete LED wird über die freiliegende Anode und Kathode angeschlossen.

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