光半導體器件解釋

在本文中，我們將介紹日常生活中使用的光學半導體器件的基本原理，例如交通信號燈、電視遙控器、自動門、相機和智能手機。我們首先解釋每個部分（光學、半導體和設備）的含義，並使用圖表進行清晰解釋。之後，我們談到此類設備的應用。

光半導體器件中的「光學」（光）

讓我們首先考慮光，它是光半導體器件的關鍵元件。就像電視和智能手機中使用的無線電波或醫療環境中使用的 X 射線一樣，光也是一種電磁波。光和無線電波的區別在於它們的波長。有關詳細資訊，請參閱下圖。

光半導體器件中的“半導體”

接下來，我們來討論一下光半導體器件的另一個關鍵要素：半導體。半導體具有介於導電導體和不導電的絕緣體之間的特性。導體包括金、銀、銅和鐵等金屬，而絕緣體包括橡膠、玻璃、陶瓷、塑膠和油等材料。

另一方面，半導體包括矽和鍺，以及砷化鎵、磷化鎵、氮化鎵和磷化銦等化合物半導體材料。其中，矽應用最廣泛，是支撐現代社會的晶體管和積體電路 （IC） 的材料。

光半導體器件中的“器件”

術語「設備」是指用於特定目的的設備。就光半導體器件而言，它們的主要功能是將電轉化為光，反之亦然。此轉換功能被合併到結構複雜的元素中。這些元件可以將電流轉化為光，或者相反，將光轉化為電流。此類設備的存在極大地改變了我們的生活，產生了許多方便的技術，包括：

將電流轉換為光光半導體（發光元件）

將光轉換為電流半導體（光接收元件）

什麼是光學半導體？

那麼，究竟什麼是光學半導體呢？顧名思義，光學半導體結合了光和半導體的特性。具體來說，它們可以分為兩種類型：將電流轉換為光的發光元件和半導體雷射器，以及將光轉換為電流的受光元件。光電轉換的波長因光半導體的材料而異。

半導體可以由矽 （Si） 或鍺 （Ge） 等單一元素組成，但由多種元素組成的半導體稱為化合物半導體。由於其獨特的特性，化合物半導體被用於各種應用。

化合物半導體的特點和用途

矽和鍺等單元素半導體的發光效率低，主要用作光電探測器。相反，化合物半導體具有很高的發光效率，用於發光二極體 （LED） 和半導體鐳射器。此外，由於它們能夠高速運行，它們還用於光通信的高速光電二極體。

從元素週期表中看的化合物半導體組合

光半導體技術的擴展

光半導體技術對我們生活的各個方面都有重大影響。例如，電視和空調遙控器使用紅外線來傳輸和接收資訊。此外，CD 和 DVD 等光學介質利用光來寫入和讀取儲存的資訊。

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此外，光半導體器件的發展在照明領域也很明顯。眾所周知，傳統的白熾燈和螢光燈正越來越多地被 LED 取代。LED 結合了高發光效率和使用壽命，可提供能源效率和成本效益。
這種向LED的轉變也蔓延到手電筒筒和汽車前燈等領域。此外，向基於LED的交通信號燈的進展提高了它們的能見度，同時降低了能耗。這些LED也是一種光半導體器件。

因此，光半導體器件的發展和廣泛採用使我們的生活更加方便和可持續。有關光半導體器件所用技術的特點和應用的更多詳細資訊，請聯繫德塞里亞爾斯。