常用的半导体光电元件有哪些?它们的电路符号如何

常用的半导体光电元件有哪些?它们的电路符号如何,第1张

光电二级管,光敏电阻,光敏二级管,发光二级管等。符号为:若是感光元件,则在原器件中上部打两个向内的箭头,表示吸光的意思。若是发光元件,则在原器件中上部打两个向外的箭头,表示发光的意思。

基本的半导体器件主要有以下几种:pn结二极管,金属氧化物场效应晶体管(MOS),双极晶体管(BJT),结型场效应晶体管。pn结二极管结构:其中pn结二极管由n型半导体和p型半导体接触产生。工作原理:由于二者接触后产生由n型半导体指向p型半导体的内建电场,当外加电压由n型半导体指向p型半导体时进一步增强了其内建电场,因而其电流会很小,当外加电压由p型指向n型时,内建电场降低,电流可顺利通过pn结,形成单向导电的特性。MOS结构:主要由栅极,漏极及源极三部分构成。工作原理:通过栅极控制沟道载流子浓度实现对源极及漏极电流的控制。BJT结构:由发射极,基极,集电极构成。基本原理:通过控制发射极与基极之间的电压以及集电极与基电极之间的电压实现电流的放大,截至等效应。结型场效应晶体管:与MOS构成类似,不同点仅在于其栅极位于沟道的上下两侧。工作原理:上下栅极同时控制沟道的载流子浓度及沟道的宽度实现对电流的控制。

分为三大类:

①发光二极管 (LED) 和激光二极管(LD):将电能转换成光辐射的电致发光器件。发光管的发散角大,光谱范围宽,寿命长,可靠性高,调制电路简单,成本低,广泛用于速率不太高、传输距离不太远的通信系统,以及显示屏和自动控制等。激光管的光谱较窄、发散角小、方向性强、色散小,于1962 年研制成功后,得到迅速发展,广泛用于大容量、长距离的光纤通信系统以及光电集成电路。缺点是温度特性差,寿命比 LED 短。

②光电探测器或光电接收器:通过电子过程探测光信号的器件。即将射到它表面上的光信号转换为电信号,如 PIN光电二极管和雪崩光电二极管( APD )等,目前广泛用于光纤通信系统。

③ 太阳电池。将光辐射能转换成电能的器件。1954年应用硅PN结首先研制成太阳电池。它能把阳光以高效率直接转换成电能,以低运行成本提供永久性的电力,并且没有污染,为最清洁的能源。根据其结构不同,其效率可达5%~20%。


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