光半导体器件解释

在本文中，我们将介绍日常生活中使用的光学半导体器件的基本原理，例如交通信号灯、电视遥控器、自动门、相机和智能手机。我们首先解释每个部分（光学、半导体和设备）的含义，并使用图表进行清晰解释。之后，我们谈到此类设备的应用。

光半导体器件中的“光学”（光）

让我们首先考虑光，它是光半导体器件的关键元件。就像电视和智能手机中使用的无线电波或医疗环境中使用的 X 射线一样，光也是一种电磁波。光和无线电波的区别在于它们的波长。有关详细信息，请参阅下图。

光半导体器件中的“半导体”

接下来，我们来讨论一下光半导体器件的另一个关键要素：半导体。半导体具有介于导电导体和不导电的绝缘体之间的特性。导体包括金、银、铜和铁等金属，而绝缘体包括橡胶、玻璃、陶瓷、塑料和油等材料。

另一方面，半导体包括硅和锗，以及砷化镓、磷化镓、氮化镓和磷化铟等化合物半导体材料。其中，硅应用最广泛，是支撑现代社会的晶体管和集成电路 （IC） 的材料。

光半导体器件中的“器件”

术语“设备”是指用于特定目的的设备。就光半导体器件而言，它们的主要功能是将电转化为光，反之亦然。此转换功能被合并到结构复杂的元素中。这些元件可以将电流转化为光，或者相反，将光转化为电流。此类设备的存在极大地改变了我们的生活，产生了许多方便的技术，包括：

将电流转换为光的光半导体（发光元件）

将光转换为电流半导体（光接收元件）

什么是光学半导体？

那么，究竟什么是光学半导体呢？顾名思义，光学半导体结合了光和半导体的特性。具体来说，它们可以分为两种类型：将电流转换为光的发光元件和半导体激光器，以及将光转换为电流的受光元件。光电转换的波长因光半导体的材料而异。

半导体可以由硅 （Si） 或锗 （Ge） 等单一元素组成，但由多种元素组成的半导体称为化合物半导体。由于其独特的特性，化合物半导体被用于各种应用。

化合物半导体的特点和用途

硅和锗等单元素半导体的发光效率低，主要用作光电探测器。相反，化合物半导体具有很高的发光效率，用于发光二极管 （LED） 和半导体激光器。此外，由于它们能够高速运行，它们还用于光通信的高速光电二极管。

从元素周期表中看的化合物半导体组合

光半导体技术的扩展

光半导体技术对我们生活的各个方面都有重大影响。例如，电视和空调遥控器使用红外线来传输和接收信息。此外，CD 和 DVD 等光学介质利用光来写入和读取存储的信息。

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此外，光半导体器件的发展在照明领域也很明显。众所周知，传统的白炽灯和荧光灯正越来越多地被 LED 取代。LED 结合了高发光效率和使用寿命，可提供能源效率和成本效益。
这种向 LED 的转变也蔓延到手电筒和汽车前灯等领域。此外，向基于 LED 的交通信号灯的进展提高了它们的能见度，同时降低了能耗。这些 LED 也是一种光半导体器件。

因此，光半导体器件的发展和广泛采用使我们的生活更加方便和可持续。有关光半导体器件所用技术的特点和应用的更多详细信息，请联系德塞里亚尔斯。