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1、 半导体光电器件半导体光电器件 当前，在信号传输和存储的新技术是有效应用当前，在信号传输和存储的新技术是有效应用光信号光信号，如光通信、计算机网络、声像演唱机用的如光通信、计算机网络、声像演唱机用的CD或或VCD，计计算机的算机的CDROM等光电子系统。这种光信号和电信号的等光电子系统。这种光信号和电信号的接口需要一些特殊的器件，即半导体光电器件。接口需要一些特殊的器件，即半导体光电器件。采用不同材料、工艺和结构制造的，用于光、电能采用不同材料、工艺和结构制造的，用于光、电能量或信号转换的半导体电子器件统称为半导体光电器件。量或信号转换的半导体电子器件统称为半导体光电器件。这类器件种类很多，如
2、发光二极管、激光二极管、光这类器件种类很多，如发光二极管、激光二极管、光电二极管、光电三极管、光偶合器等。电二极管、光电三极管、光偶合器等。1.8.1 1.8.1 光敏二极管光敏二极管 光敏二极管俗称光电二极管，是一种将光敏二极管俗称光电二极管，是一种将光信光信号转换为电信号的受光器件号转换为电信号的受光器件。其图形符号为：。其图形符号为：光电二极管的基本结构是一个光电二极管的基本结构是一个PN结，它的管壳上设置结，它的管壳上设置有一个光线入射的玻璃窗口。有一个光线入射的玻璃窗口。光电二极管工作在光电二极管工作在PN结的反结的反向特性向特性。光学参数主要包括：光谱范围、灵敏度和峰值波长光学参数
3、主要包括：光谱范围、灵敏度和峰值波长p。电学参数主要包括：暗电流、光电流和最高工作电压等。电学参数主要包括：暗电流、光电流和最高工作电压等。在无光照射时，反向电流很小，此电流称在无光照射时，反向电流很小，此电流称暗电流暗电流。当有光照射时，由于当有光照射时，由于PN结的光敏特性，产生结的光敏特性，产生光生载流子光生载流子，在反向电压的作用下，光生载流子参与导电，形成比无光在反向电压的作用下，光生载流子参与导电，形成比无光照射时大得多的反向电流，此电流称照射时大得多的反向电流，此电流称光电流光电流。光电流与光照强度成正比，当外电路接上负载时，便光电流与光照强度成正比，当外电路接上负载时，便可获得
4、随光照强弱变化的电信号，于是实现了光电转换。可获得随光照强弱变化的电信号，于是实现了光电转换。AK 光电三极管的工作原理与光电二极管的相同，光电三光电三极管的工作原理与光电二极管的相同，光电三极管工作在放大状态，其光电转换是在集电结耗尽层内进极管工作在放大状态，其光电转换是在集电结耗尽层内进行的。在光敏面积相同的条件下，光敏三极管的灵敏度是行的。在光敏面积相同的条件下，光敏三极管的灵敏度是光敏二极管的光敏二极管的倍，因此，光敏三极管的光敏面积可以做很倍，因此，光敏三极管的光敏面积可以做很小，适合于要求较高封装密度的场合。小，适合于要求较高封装密度的场合。1.8.2 1.8.2 双极型光敏三极管
5、双极型光敏三极管 双极型光敏三极管俗称光电三极管，其结构与普通三双极型光敏三极管俗称光电三极管，其结构与普通三极管相似。光电三极管的有三个引脚，两个引脚结构的。极管相似。光电三极管的有三个引脚，两个引脚结构的。两个引线结构中，两个引线结构中，聚光窗口聚光窗口即为基极。其图形符号为：即为基极。其图形符号为：光学参数主要包括：光谱范围、灵敏度和峰值波长光学参数主要包括：光谱范围、灵敏度和峰值波长p。电学参数主要包括：暗电流、光电流和最高工作电压等。电学参数主要包括：暗电流、光电流和最高工作电压等。CEBCE1.8.3 1.8.3 发光二极管发光二极管 发光二极管是一种将发光二极管是一种将电能直接转
6、换成光能电能直接转换成光能的发光器件，简称的发光器件，简称LED，其图形符号为：其图形符号为：LED的基本结构是一个的基本结构是一个PN结。结。当管子施加正向电压时，多数载流子的扩散运动加强，它当管子施加正向电压时，多数载流子的扩散运动加强，它们在空间电荷区们在空间电荷区复合时放出能量复合时放出能量，并大部分转换成光能。并大部分转换成光能。光电器件的参数分为光电器件的参数分为电学和光学电学和光学参数两类。参数两类。光学参数光学参数主要包括：主要包括：峰值波长峰值波长p、发光强度发光强度L 电学参数电学参数主要包括：主要包括：正向电压、正向电流正向电压、正向电流和和极限工作电流极限工作电流、反向
7、电流、击穿电压反向电流、击穿电压等。等。AK LED能够发光，是由于它采用的能够发光，是由于它采用的半导体材料半导体材料和和掺杂浓度掺杂浓度与与普通二极管有所不同普通二极管有所不同，通常采用，通常采用砷化镓、磷化镓砷化镓、磷化镓等化合等化合物半导体，其掺杂物半导体，其掺杂浓度较高浓度较高。发光二极管广泛用于发光二极管广泛用于信号显示和传输信号显示和传输。它单个作成矩。它单个作成矩形、圆形用，也可多个组成某种形状，如形、圆形用，也可多个组成某种形状，如七段数码管七段数码管。共阴极连接共阴极连接gabcdef共阳极连接共阳极连接gabcdefgabcdef1.8.4 1.8.4 光耦合器光耦合器1）隔离强电与弱电系统，绝缘电阻高。）隔离强电与弱电系统，绝缘电阻高。2）抗干扰能力强）抗干扰能力强.输入输入输出输出 由于输入与输出之间没有直接电气联系，信号传输是由于输入与输出之间没有直接电气联系，信号传输是通过光耦合的，所以也称其为光电隔离器。通过光耦合的，所以也称其为光电隔离器。耦合器是耦合器是发发光器件和光器件和受受光器件的光器件的组合体组合体，其原理框图为，其原理框图为3）信号传递速度快。）信号传递速度快。