光電器件光電導(dǎo)器件

半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率是由載流子濃度決定的。半導(dǎo)體材料中的載流子包括材料內(nèi)部的自由電子及其留下的空位—— 空穴兩種。在正常情況下自由電子及空穴的形成與復(fù)合處于動(dòng)態(tài)平衡，電子要克服原子的束縛成為自由電子必須吸能量，而光照可以向電子提供能量，增強(qiáng)它掙脫原子束縛的能力。使得原本的動(dòng)態(tài)平衡被打破，自由電子及空穴的形成速率大于復(fù)合速率，從而在半導(dǎo)體內(nèi)部形成自由電子——空穴對(duì)。因此，光照可以改變載流子的濃度，從而改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率。

光電導(dǎo)器件主要有光敏電阻、光電二極管光電三極管等。

1.光敏電阻

制作光電傳感器用到最多的當(dāng)屬光敏電阻,光敏電阻在無(wú)光照的情況下電阻值比較高,當(dāng)它受到光照的情況下,阻值下降很多,導(dǎo)電性能明顯加強(qiáng).光敏電阻的主要參數(shù)有暗電阻,暗電流,與之對(duì)應(yīng)的是亮電阻,亮電流.它們分別是在有光和無(wú)光條件下的所測(cè)的數(shù)值.亮電阻與暗電阻差值越大越好.在選擇光敏電阻的時(shí)候還要注意它的光照特性,光譜特性.

2.光電二極管

光電二極管在無(wú)光照的條件下,其工作在截至狀態(tài),跟一般的二極管特性差不多,都具有單向?qū)ㄐ阅?當(dāng)受到光照時(shí),PN區(qū)載流子濃度大大增加,載流子流動(dòng)形成光電流.

3.光電三極管

光電三極管跟普通三極管的區(qū)別在于發(fā)射極的尺寸做得比較小,當(dāng)光照的時(shí)候光電流差不多等于普通三極管的基極電流,光電三極管與光電二極管相比,靈敏更高.

4.光電池

實(shí)際當(dāng)中用得比較多的光電池是硅光電池.它能夠把光能直接轉(zhuǎn)化成為電能.光電池的一個(gè)重要特點(diǎn)是短路時(shí)的電流與光照基本成線性比例.在運(yùn)用中一般選擇負(fù)載電阻很小.負(fù)載電阻越小,線形度愈好.

5.光電管

光電管一般分為真空光電管和充氣光電管.充氣光電管一般充氬氣或氬氖混合氣體,它們都屬于惰性氣體且原子量比較小.充氣光電管不足的地方在于靈敏度衰減快.

6.光電倍增管

光電倍增管主要由陰極室跟二次發(fā)射倍增系統(tǒng)構(gòu)成.光電倍增管的光電特性在光通量小的時(shí)候呈線性關(guān)系.由于光電倍增管暗電流的存在,限定了其測(cè)量時(shí)的最小范圍.

第1章光電器件基礎(chǔ) 1

1.1光電器件概述 1

技能實(shí)訓(xùn)1光電器件和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn) 1

1.2光電器件基礎(chǔ) 4

1.2.1光電器件的基本類(lèi)型 4

1.2.2光電器件的基礎(chǔ)知識(shí) 6

1.3光電器件的發(fā)展 9

1.3.1光電器件的發(fā)展現(xiàn)狀 12

1.3.2光電器件的發(fā)展趨勢(shì) 13

第2章光電探測(cè)器件 16

2.1真空光電探測(cè)器件—光電倍增管 16

2.1.1光電倍增管的分類(lèi) 16

2.1.2光電倍增管的結(jié)構(gòu) 17

2.1.3光電倍增管的工作原理 17

2.1.4光電倍增管的特性 17

2.2光敏電阻 19

2.2.1光敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)和符號(hào) 19

2.2.2光敏電阻的原理 20

2.2.3光敏電阻的特性和主要參數(shù) 21

2.2.4光敏電阻的應(yīng)用 23

2.3光電二極管 24

2.3.1光電二極管的結(jié)構(gòu) 24

2.3.2光電二極管的原理 25

2.3.3光電二極管的導(dǎo)電特性 25

2.3.4光電二極管的應(yīng)用 26

2.4光電三極管 28

2.4.1光電三極管的結(jié)構(gòu) 28

2.4.2光電三極管的原理 29

2.4.3光電三極管的特性 30

2.4.4光電三極管的應(yīng)用 30

2.5硅光電池 32

2.5.1硅光電池的結(jié)構(gòu) 32

2.5.2硅光電池的原理 34

2.5.3硅光電池的特性測(cè)試 34

2.5.4硅光電池的應(yīng)用 35

2.6紅外探測(cè)器件 37

2.6.1紅外探測(cè)器件的結(jié)構(gòu) 38

2.6.2紅外探測(cè)器件的工作原理 42

2.6.3紅外探測(cè)器件的特性 43

2.6.4紅外探測(cè)器件的應(yīng)用 46

技能實(shí)訓(xùn)2光電倍增管（PMT）暗電流的測(cè)試 51

技能實(shí)訓(xùn)3測(cè)量光敏電阻的伏安特性和光照特性 55

技能實(shí)訓(xùn)4光電二極管和光電三極管的引腳測(cè)試 56

技能實(shí)訓(xùn)5紅外探測(cè)報(bào)警器的制作、調(diào)試、安裝、運(yùn)行和維護(hù) 58

第3章半導(dǎo)體激光器件 65

3.1半導(dǎo)體激光器概述 65

3.1.1半導(dǎo)體激光器的分類(lèi) 65

3.1.2半導(dǎo)體激光器的特點(diǎn)和工作特性 66

3.2半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)和原理 67

3.2.1同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)和原理 67

3.2.2異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)和原理 68

3.3半導(dǎo)體激光的發(fā)展 70

3.3.1半導(dǎo)體激光器的發(fā)展歷史 71

3.3.2大功率激光器的最新進(jìn)展 72

3.4激光調(diào)制 73

3.4.1激光調(diào)制的種類(lèi) 73

3.4.2激光調(diào)制方式 75

3.4.3激光調(diào)制的應(yīng)用實(shí)例——激光打印機(jī) 75

3.5半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用 78

3.5.1半導(dǎo)體激光器在通信和工業(yè)上的應(yīng)用 78

3.5.2CD、VCD、DVD機(jī)的激光頭 81

3.5.3半導(dǎo)體激光器在軍事上的應(yīng)用 82

3.5.4半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 84

技能實(shí)訓(xùn)6激光二極管（LD）伏安（V－I）特性的測(cè)量 86

技能實(shí)訓(xùn)7激光二極管電光轉(zhuǎn)換特性（P－I） 88

第4章光電成像器件 91

4.1像管 92

4.1.1變像管 92

4.1.2像增強(qiáng)器 93

4.2典型攝像管 97

4.2.1光導(dǎo)攝像管 97

4.2.2熱釋電攝像管 100

4.2.3分流攝像管 100

4.2.4二次電子導(dǎo)電式光導(dǎo)攝像管（SEC管） 101

4.2.5硅電子倍增攝像管 102

4.3固體成像器件 102

4.3.1自?huà)呙柘衩羝骷?102

4.3.2電荷耦合攝像器件（CCD/CMOS圖像傳感器） 103

第5章光電顯示器件 110

5.1光電顯示器件概述 110

5.1.1光電顯示器件的分類(lèi) 110

5.1.2光電顯示器件的發(fā)展 111

5.2發(fā)光二極管（LED） 111

5.2.1發(fā)光二極管的外形和符號(hào) 111

5.2.2發(fā)光二極管的工作原理 111

5.2.3發(fā)光二極管的種類(lèi) 112

5.2.4發(fā)光二極管的應(yīng)用 112

5.3液晶顯示器（LCD） 114

5.3.1液晶 114

5.3.2液晶顯示器 115

5.3.3液晶顯示的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 120

5.3.4液晶顯示器的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì) 121

5.4等離子體顯示器（PDP） 123

5.4.1等離子體顯示板的發(fā)展和結(jié)構(gòu) 124

5.4.2等離子體顯示板的工作原理 126

5.4.3等離子體顯示板的特性 127

5.4.4等離子體顯示板的應(yīng)用 129

5.5光電顯示器的其他應(yīng)用 131

5.5.1電子書(shū)閱讀器 131

5.5.2觸摸屏 133

技能實(shí)訓(xùn)8LED顯示屏的組裝、調(diào)試、安裝、運(yùn)行和維護(hù) 136

技能實(shí)訓(xùn)9制作小點(diǎn)陣液晶顯示器件顯示時(shí)間（年月日時(shí)分秒） 148

參考文獻(xiàn) 151

深圳市尼特光電器件有限公司

本書(shū)分為5章，首先介紹光電器件的基礎(chǔ)知識(shí)和光電器件的發(fā)展趨勢(shì)，然后介紹光電檢測(cè)器件、半導(dǎo)體激光器件、光電成像器件和光電顯示器件等光電器件的結(jié)構(gòu)、符號(hào)、工作原理、工作特性和各類(lèi)器件在各方面的應(yīng)用，特別詳細(xì)介紹了LED顯示屏的組裝、調(diào)試、安裝、維護(hù)、維修等。本書(shū)為光電專(zhuān)業(yè)必修課教材，為學(xué)習(xí)其他專(zhuān)業(yè)課奠定了必要的基礎(chǔ)。本書(shū)是理論和實(shí)踐相結(jié)合的一體化教材，設(shè)計(jì)了9個(gè)技能實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，內(nèi)容廣泛，設(shè)計(jì)了知識(shí)拓展使得內(nèi)容更豐富。