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半导体光电器件有哪些?半导体有哪些应用?

时间:2022-12-12 16:33:53来源:21ic电子网

导语:​半导体因为它的重要性以及半导体的重要作用,被广泛用于各种行业当中。为增进大家对半导体的认识,本文将对半导体光电器件以及半导体的应用予以介绍。

  一、半导体光电器件

  (一)半导体光电器件

  半导体光电器件是指把光和电这两种物理量联系起来,使光和电互相转化的新型半导体器件。即利用半导体的光电效应(或热电效应)制成的器件。光电器件主要有,利用半导体光敏特性工作的光电导器件,利用半导体光伏打效应工作的光电池和半导体发光器件等。这一节中简略地向大家介绍一下这些光电器件的工作原理。半导体光电器件如光导管、光电池、光电二极管、光电晶体管等;半导体热电器件如热敏电阻、温差发电器和温差电致冷器等。

  (二)半导体光电器件有哪些

  半导体发光器件是一种将电能转换成光能的器件。它包括发光二极管、红外光源、半导体发光数字管等。

  1、发光二极管

  发光二极管的管芯也是一个PN结,并具有单向导电性。PN结加上正向电压时,电子由N区渡越(扩散)到空间电荷区与空穴复合而释放出能量。这些能量大部分以发光的形式出现,因此,可以直接将电能转换成光能。发光二极管的发光颜色(波长),困半导体材料及掺杂成分不同而不同。常用的有黄、绿、红等颜色的发光二极管。

  发光二极管工作电压很低(1 5-3伏),工作电流很小(10-30毫安),耗电极省。可作灯光信号显示、快速光源,也呆同时起整流和发光两种作用。

  2、发光数字管

  把磷化镓发光管或磷化镓发光管的管芯制成条状,用七条发光管组成七段式数字显示管,可以显示从0到9的十个数字。这种半导体数字显示管的优点是体积小、耗电省、寿命长、响应速度快。它可以作为各种小型计算器及数字显示仪表的数字显示用。

  3、光电耦合器

  把半导体发光器件和光敏器件组合封闭装在一起,就组成了具有电---光---电转换功能的光电耦合器。显然,给耦合器输入一个电信号,发光器件就发光,光被光接收器件接收后,又转成换成电信号输出。因为输入主输出之间用光进行耦合。所以输出端对输入端没有反馈,具有优良的隔离性能和抗干扰性能。光电耦合器又是光电开关,这种光电开关不存在继电器中机械点易疲劳的问题,可靠性很高。

  二、半导体应用领域

  1、光伏应用

  半导体材料光生伏特效应是太阳能电池运行的基本原理。现阶段半导体材料的光伏应用已经成为一大热门 ,是目前世界上增长最快、发展最好的清洁能源市场。

  太阳能电池的主要制作材料是半导体材料,判断太阳能电池的优劣主要的标准是光电转化率,光电转化率越高 ,说明太阳能电池的工作效率越高。根据应用的半导体材料的不同 ,太阳能电池分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池以及III-V族化合物电池。

  2、照明应用

  LED是建立在半导体晶体管上的半导体发光二极管 ,采用LED技术半导体光源体积小,可以实现平面封装,工作时发热量低、节能高效,产品寿命长、反应速度快,而且绿色环保无污染,还能开发成轻薄短小的产品,一经问世 ,就迅速普及,成为新一代的优质照明光源。

  目前已经广泛的运用在我们的生活中。如交通指示灯、电子产品的背光源、城市夜景美化光源、室内照明等各个领域 ,都有应用。

  3、大功率电源转换

  交流电和直流电的相互转换对于电器的使用十分重要 ,是对电器的必要保护。这就要用到等电源转换装置。碳化硅击穿电压强度高,禁带宽度宽,热导性高,因此SiC半导体器件十分适合应用在功率密度和开关频率高的场合,电源装换装置就是其中之一。

  碳化硅元件在高温、高压、高频的又一表现使得现在被广泛使用到深井钻探,发电装置中国的逆变器,电气混动汽车的能量转化器,轻轨列车牵引动力转换等领域。由于SiC本身的优势以及现阶段行业对于轻量化、高转换效率的半导体材料需要,SiC将会取代Si,成为应用最广泛的半导体材料。

标签: 半导体

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