一、光電導器件

半ban導dao體ti材cai料liao的de光guang敏min特te性xing即ji當dang半ban導dao體ti材cai料liao受shou到dao一yi定ding波bo長chang光guang線xian的de照zhao射she時shi，其qi電dian阻zu率lv明ming顯xian減jian小xiao
，或huo說shuo電dian導dao率lv增zeng大da的de特te性xing。這zhe個ge現xian象xiang也ye叫jiao半ban導dao體ti的de光guang電dian導dao特te性xing。利li用yong這zhe個ge特te性xing製zhi作zuo的de半ban導dao體ti器qi件jian叫jiao光guang電dian導dao器qi件jian。

半導體材料的電導率是由載流子濃度決定的。載流子就是由半導體原子逸出來的電子及其留下的空位——kongxue。diancongyuanzizhongtaoyichulai，bixujixiongfuyuanzideshufuerzuogong，erguangzhaozhengshixiangdianzitigongnengliang，shitayounenglitaoyichulaideyizhongxingshi。yinci

，guangzhaokeyigaibianzailiuzidenongdu
，congerbibianbandaotidediandaolv。

光電導器件主要有光敏電阻、光電二極管光電三極管等。

1.光敏電阻。

這是一種半導體電阻。在沒有光照時
，電阻很大；在一定波長範圍的光照下，電阻值明顯變小。製作光敏電阻的材料主要有矽
、鍺、硫化鎘、銻化銦、硫化鉛

、硒化鎘、硒化鉛等。硫化鎘光敏電阻對可見光敏感，用硫化鎘單晶製造的光敏電阻對X射線、γ射線也敏感
；硫化鉛和銻化銦對紅線外線光敏感。利用這些光敏電阻可以製成各種光探測器。
感光麵積大的光敏電阻，可以獲得較大的明暗電阻差。如國產625-A型硫化鎘光敏電阻，其光照電阻小於50千歐，暗電阻大於50兆歐。

2.光電二極管

光電二極管的管芯也是一個PN結，隻是結麵積比普通二極管大，便於接收光線。但和普通二極管不同，光電二極管是在反向電壓下工作的。它的暗電流很小，隻有0 1微安左右。在光線照射下產生的電子——空(kong)穴(xue)對(dui)叫(jiao)光(guang)生(sheng)載(zai)流(liu)子(zi)
，它(ta)們(men)參(can)加(jia)導(dao)電(dian)會(hui)增(zeng)大(da)反(fan)向(xiang)飽(bao)和(he)電(dian)流(liu)。光(guang)生(sheng)載(zai)流(liu)子(zi)的(de)數(shu)量(liang)與(yu)光(guang)強(qiang)度(du)有(you)關(guan)
，因(yin)此(ci)，反(fan)向(xiang)飽(bao)和(he)電(dian)流(liu)會(hui)隨(sui)著(zhe)光(guang)強(qiang)的(de)變(bian)化(hua)而(er)變(bian)化(hua)
，從(cong)而(er)可(ke)以(yi)把(ba)光(guang)信(xin)號(hao)的(de)變(bian)化(hua)轉(zhuan)為(wei)電(dian)流(liu)及(ji)電(dian)壓(ya)的(de)變(bian)化(hua)。

光電二極管主要用於近紅外探測器及光電轉換的自動控製儀器中

，還可以作為光導纖維通信的接收器件。

3.光電三極管

光電三極管的結構與普通三極度管相同
，但基區麵積較大，便函於接收更多的入射光線。入射光在基區激發出電子——空穴時，形成基極電流
，而集電極電流是基極電流β倍，因此光照便能有效地控製集電極電流。光電三極管比光電二極管有更高的靈敏度。

二
、光伏打器件——矽光電池

半導體PN結在受到光照射時能產生電動勢的效應，叫光伏打效應。矽光電池就是利用光伏打效應將光能直接換成電能的半導體器件。

矽光電池就是一個大麵積PN結。光照可以使薄薄的P型區產生大量的光生載流子。這些光生電子和空穴，會向PN結方向擴散。擴散過程中

，一部分電子和空穴複合消失，大部分擴散到PN結邊緣。在結電場的作用下
，大部分光生空穴被電場推回P型區而不能穿越PN結；大部分光生電阻卻受到結電場的加速作用穿越PN結，到達N型區。隨著光生電子在N型區的積累及光生空穴在P型號區的積累，會在在PN對的兩側產生一個穩定的電位差，這就是光生電動勢。當光電池兩端接有負載時，將有電流流過負載
，起著電池的作用。

矽光電池的用途極度為廣泛。主要用於下述幾個方麵：

能源——矽光電池串聯或並聯組成電池組與鎳鎘電池配合、可作為人造成衛星、宇宙飛船、航標燈、無人氣象站等設備的電源
；也可做電子手表
、電子計算器、小型號汽車、遊艇等的電源。
光電檢測器件——用作近紅外探測器
、光電讀出、光電耦合、激光準直、電影還音等設備的光感受器。
光電控製器件——用作光電開關等光電控製設備的轉換器件。

三
、半導體發光器件

半導體發光器件是一種將電能轉換成光能的器件。它包括發光二極管、紅外光源、半導體發光數字管等。

1.發光二極管

發光二極管的管芯也是一個PN結，並具有單向導電性。PN結加上正向電壓時，電子由N區渡越（擴散）到(dao)空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)區(qu)與(yu)空(kong)穴(xue)複(fu)合(he)而(er)釋(shi)放(fang)出(chu)能(neng)量(liang)。這(zhe)些(xie)能(neng)量(liang)大(da)部(bu)分(fen)以(yi)發(fa)光(guang)的(de)形(xing)式(shi)出(chu)現(xian)，因(yin)此(ci)，可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)將(jiang)電(dian)能(neng)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)光(guang)能(neng)。發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)的(de)發(fa)光(guang)顏(yan)色(se)（波長），困半導體材料及摻雜成分不同而不同。常用的有黃
、綠、紅等顏色的發光二極管。

發光二極管工作電壓很低（1 5-3伏），工作電流很小（10-30毫安），耗電極省。可作燈光信號顯示、快速光源，也呆同時起整流和發光兩種作用。

2.發光數字管

把磷化镓發光管或磷化镓發光管的管芯製成條狀，用七條發光管組成七段式數字顯示管，可以顯示從0到9的十個數字。這種半導體數字顯示管的優點是體積小、耗電省、壽命長
、響應速度快。它可以作為各種小型計算器及數字顯示儀表的數字顯示用。

3.光電耦合器

把半導體發光器件和光敏器件組合封閉裝在一起，就組成了具有電——光——dianzhuanhuangongnengdeguangdianouheqi。xianran，geiouheqishuruyigedianxinhao，faguangqijianjiufaguang

，guangbeiguangjieshouqijianjieshouhou
，youzhuanchenghuanchengdianxinhaoshuchu。yinweishuruzhushuchuzhijianyongguangjinxingouhe。suoyishuchuduanduishuruduanmeiyoufankui，juyouyouliangdegelixingnenghekangganraoxingneng。guangdianouheqiyoushiguangdiankaiguan

，zhezhongguangdiankaiguanbucunzaijidianqizhongjixiedianyipilaodewenti，kekaoxinghengao。

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