半导体光电器件是一类能够实现光和电相互转化的新型半导体器件，主要通过半导体的光电效应或热电效应来实现这一过程。常见的光电器件包括光电导器件、光伏打器件以及半导体发光器件等。其中，光电导器件利用半导体材料的光敏特性，光伏打器件则利用半导体PN结的光伏打效应，而半导体发光器件则是将电能转化为光能的器件。

光电导器件

光敏电阻

光敏电阻是一种半导体电阻，其电阻值随光照程度而显著变化。在无光照条件下，光敏电阻表现出高阻态，而在特定波长的光照下，其电阻值显著降低。光敏电阻的材料种类丰富，包括硅、锗、硫化镉、锑化铟、pbs、硒化镉、硒化铅等。其中，硫化镉光敏电阻对可见光敏感，且对X射线、γ射线也有反应；硫化铅和锑化铟则对红外线光敏感。光敏电阻常用于光探测器的制造。

光电二极管

光电二极管的核心是一个PN结，其特殊之处在于在反向偏压下工作。在无光照情况下，光电二极管的暗电流非常小，约为0.1微安。当受到光照时，会产生光生载流子，参与导电，导致反向饱和电流发生变化，从而使光电二极管能够将光信号转换为电流和电压信号。光电二极管广泛应用于近红外探测器、光电转换自动控制仪器以及光纤通信的接收器件等领域。

光电三极管

光电三极管的结构类似于普通三极管，但基区面积更大，有利于接收更多单射光线。光照激发的电子-空穴对形成的基极电流会影响集电极电流，使得光照能够有效控制集电极电流。光电三极管相对于光电二极管具有更高的灵敏度。

光伏打器件

硅光电池

硅光电池是利用光伏打效应将光能直接转换为电能的半导体器件。其结构包含一个大面积的PN结，在光照下，P型区产生大量光生载流子，这些载流子在扩散过程中会被PN结电场分离，最终在PN结两侧形成稳定的电压，即光生电动势。硅光电池的应用极为广泛，可用于人造卫星、宇宙飞船等航天设备的电源，以及电子手表、电子计算器等小型电子产品的电源。此外，还可作为光电检测器件和光电控制器件使用。

半导体发光器件

发光二极管

发光二极管是一种PN结器件，具备单向导电性。在正向偏压下，电子从N区穿过PN结与空穴复合，释放的能量主要以发光的形式表现，实现了电能到光能的直接转换。发光二极管的颜色取决于所使用的半导体材料和掺杂成分，常见颜色包括黄色、绿色、红色等。由于其低工作电压和小工作电流的特点，发光二极管适用于灯光信号显示、快速光源等多种场景，并能同时起到整流和发光的作用。

发光数字管

发光数字管采用磷化镓发光管或其他发光管芯制成条状，构成七段式数字显示管，能够显示0至9的十进制数字符号。这类数字显示管具有体积小、耗电量少、使用寿命长、响应速度快等特点，常用于小型计算器和数字显示仪表的数字显示。

光电耦合器

光电耦合器结合了半导体发光器件和光敏器件的功能，封装在一个装置内，实现了电-光-电的转换。通过输入电信号触发发光器件发光，光敏器件接收光信号后再将其转换为电信号输出。光电耦合器具有良好的隔离性和抗干扰能力，同时也可用作光电开关，其可靠性远高于传统的继电器。

参考资料

半导体光电器件有哪些?半导体有哪些应用?.中国传动网科技.2024-08-16

光电二极管.移动通信网.2024-08-16

光电三极管基础知识.51电子网.2024-08-16