光电器件的工作原理是怎样的呢?

光电器件的工作原理是怎样的呢?,第1张

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光电二极管的工作原理:光电二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结,和普通二极管相比,在结构上不同的是,为了便于接受入射光照,PN结面积尽量做的大一些,电极面积尽量小些,而且PN结的结深很浅,一般小于1微米。光电二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时,反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流。当有光照时,携带能量的光子进入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,称为光生载流子。它们在反向电压作用下参加漂移运动,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”。光电二极管在一般照度的光线照射下,所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载,负载上就获得了电信号,而且这个电信号随着光的变化而相应变化。光电二极管、光电三极管是电子电路中广泛采用的光敏器件。光电二极管和普通二极管一样具有一个PN结,不同之处是在光电二极管的外壳上有一个透明的窗口以接收光线照射,实现光电转换,在电路图中文字符号一般为VD。光电三极管除具有光电转换的功能外,还具有放大功能,在电路图中文字符号一般为VT。光电三极管因输入信号为光信号,所以通常只有集电极和发射极两个引脚线。同光电二极管一样,光电三极管外壳也有一个透明窗口,以接收光线照射。

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光学晶体(optical

crystal)用作光学介质材料的晶体材料。主要用于制作紫外和红外区域窗口、透镜和棱镜。按晶体结构分为单晶和多晶。由于单晶材料具有高的晶体完整性和光透过率,以及低的插入损耗,因此常用的光学晶体以单晶为主。

编辑本段光学单晶种类

卤化物单晶

卤化物单晶分为氟化物单晶,溴、氯、碘的化合物单晶,铊的卤化物单晶。氟化物单晶在紫外、可见和红外波段光谱区均有较高的透过率、低折射率及低光反射系数缺点是膨胀系数大、热导率小、抗冲击性能差。溴、氯、碘的化合物单晶能透过很宽的红外波段,其熔点低,易于制成大尺寸单晶缺点是易潮解、硬度低、力学性能差。铊的卤化物单晶也具有很宽的红外光谱透过波段,微溶于水,是一种在较低温度下使用的探测器窗口和透镜材料缺点是有冷流变性,易受热腐蚀,有毒性。

氧化物单晶

氧化物单晶主要有蓝宝石(Al2O3)、水晶(SiO2)、氧化镁(MgO)和金红石(TiO2)。与卤化物单晶相比,其熔点高、化学稳定性好,在可见和近红外光谱区透过性能良好。用于制造从紫外到红外光谱区的各种光学元件。

半导体单晶

半导体单晶有单质晶体(如锗单晶、硅单晶),Ⅱ-Ⅵ族半导体单晶,Ⅲ-Ⅴ族半导体单晶和金刚石。金刚石是光谱透过波段最长的晶体,可延长到远红外区,并具有较高的熔点、高硬度、优良的物理性能和化学稳定性。半导体单晶可用作红外窗口材料、红外滤光片及其他光学元件。

编辑本段光学多晶材料

光学多晶材料主要是热压光学多晶,即采用热压烧结工艺获得的多晶材料。主要有氧化物热压多晶、氟化物热压多晶、半导体热压多晶。热压光学多晶除具有优良的透光性外,还具有高强度、耐高温、耐腐蚀和耐冲击等优良力学、物理性能,可作各种特殊需要的光学元件和

一、性质不同

1、半导体:是常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。

2、光学:是物理学的重要分支学科、也是与光学工程技术相关的学科。

二、应用不同

1、半导体:半导体可以用来测量温度,测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域,有较高的准确度和稳定性,分辨率可达0.1℃,甚至达到0.01℃也不是不可能,线性度0.2%,测温范围-100~+300℃,是性价比极高的一种测温元件。

2、光学:由于光学由许多与物理学紧密联系的分支学科组成,具有广泛的应用,所以还有一系列应用背景较强的分支学科也属于光学范围。如有关电磁辐射物理量测量的光度学和辐射度学;以正常平均人眼为接收器来研究电磁辐射所引起的彩色视觉及其心理物理量的测量的色度学等。

扩展资料:

半导体的特点

1、半导体五大特性∶掺杂性,热敏性,光敏性,负电阻率温度特性,整流特性。

2、在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性。★

3、在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化。

参考资料来源:百度百科-半导体

参考资料来源:百度百科-光学


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