半导体光电子元器件

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Optoelectronic devices

使用半导体光-电子（或电-光子）转换效应制成的种种功效器件称为半导体光电子器件，，，，，半导体光电子器件有多种形式，，，，，这里仅介绍使用光电导效应与光生伏特效应制作的器件。。

光敏电阻

某些半导体质料在光照射时，，，，，透到质料内部的光子能量足够大，，，，，一些电子吸收光子的能量，，，，，从原来的约束态酿成导电的自由态，，，，，这时在外电场的作用下，，，，，流过半导体的电流会增大，，，，，即半导体的电导会增大，，，，，这种征象叫光电导效应。。

光敏电阻就是具有光电导效应的电阻器件，，，，，该器件的电阻随光照增强而减小，，，，，图1就是光敏电阻器件结构图。。上图是光敏电阻芯片的俯视图，，，，，下图是芯片的剖面图，，，，，为看清晰，，，，，图中半导体光敏层与金属电极层加厚许多倍。。

光敏电阻结构图

图1--光敏电阻结构图

用于制造光敏电阻的质料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体物质,在陶瓷或玻璃基板上匀称地敷上一层薄的半导体物质，，，，，作为半导体光敏层。。在光敏层上面有两个金属电极，，，，，电极是蒸镀的金或其他金属薄膜，，，，，电极呈梳状，，，，，梳齿交织排列，，，，，两梳齿极间有间隙，，，，，露出光敏层，，，，，弯曲的间隙加长了两电极的宽度，，，，，以提高迅速度，，，，，两电极毗连两根金属引出线（引脚）。。为了避免周围介质的影响，，，，，在半导体光敏层上笼罩了一层透明膜，，，，，膜的因素应使它在光敏层最敏感的波长规模内透射率最大，，，，，并起到防潮等�；；；；ぷ饔�，，，，，金属薄膜电极通过引出线接入电路。。

图2是光敏电阻器件芯片与外观图，，，，，左图是光敏电阻管芯的结构图，，，，，右图是封装好的光敏电阻。。

光敏电阻器件芯片与外观图

图2--光敏电阻器件芯片与外观图

图3是光敏电阻的实验电路图与图形符号。。在实验中，，，，，没有光照在光敏电阻时，，，，，电流表读数为0，，，，，随光照增强，，，，，光敏电阻阻值减小，，，，，电流表读数加大。。光敏电阻的文字符号是RL或RG或R。。

光敏电阻的图形符号

图3--光敏电阻的图形符号

图4是光敏电阻的一个应用电路图，，，，，当情形灼烁度下降时，，，，，该电路可启动继电器接通照明电路。。由RP、RL组成的分压电路与R1、R2组成的分压电路输入运算放大器A举行较量，，，，，当情形灼烁度下降到设定值时，，，，，光敏电阻RL阻值上升，，，，，分压点电压高于R2上的电压，，，，，放大器A输出低电位，，，，，三极管Q导通，，，，，继电器K的�？？？サ惚蘸�，，，，，照明灯点亮。。调解可变电阻RP可改变设定值。。

暗引发光控电路

图4--暗引发光控电路

光敏二极管

某些由PN结组成的半导体质料在无光照时，，，，，半导体PN结内部保存自有电场。。当光照射在PN结及其周围时，，，，，在能量足够大的光子作用下，，，，，在结区及其周围会爆发少数载流子（电子与空穴对）。。载流子在结区外时，，，，，靠扩散进入结区；；；；在结区中时，，，，，则因电场E的作用，，，，，电子漂移到N区，，，，，空穴漂移到P区。。效果使N区带负电荷，，，，，P区带正电荷，，，，，爆发附加电动势，，，，，此电动势称为光生电动势，，，，，此征象称为光生伏特效应。。更多有关内容拜见“光伏电池原理”课件，，，，，在此不再介绍。。

在本课件介绍的是接纳光生伏特效应制造的光电子器件，，，，，图5是凭证差别用途制造的差别形状、差别装置方法的光伏电池，，，，，这些光电子器件不是用来发电的，，，，，仅是作为对光的检测元件使用，，，，，通常称它们为光电二极管或光敏二极管。。图6左边上方是光电二极管的图形符号，，，，，仅用在检测或控制电路中；；；；图6左边下方是光伏电池的符号，，，，，体现太阳电池或太阳电池组件，，，，，也可用在检测或控制电路中。。

多种规格的光电二极管