光電器件是控制光能與電能之間轉換的電子器件的總稱。

廣義上講，有將電信號轉換為光信號的發光元件和將光信號轉換為電信號的受光元件。發光元件是當電流通過時發光的元件，發光二極管是典型的例子。

燈泡和熒光燈也通過電流通過而發光，但一般而言，發光元件僅限于使用半導體的元件，不包括半導體。此外，光電探測器在接收光時會產生電流；太陽能電池就是一個例子。

光電元件的應用

光電元件廣泛應用于利用光的領域的設備中。在發光元件的情況下，各種用途的實例包括使用發光二極管的照明設備的發光部件、用于檢測傳感器中的物體的光源（例如光斷續器）、以及作為光學領域中的信號光源的半導體激光器。我可以。

除了上述太陽能電池之外，光接收元件的示例包括照度計、相機曝光計、CD和DVD拾取器、照相設備中的圖像傳感器以及檢測從物體反射的光的光遮斷器。

光電元件原理

發光元件和受光元件的原理有很大不同。

1. 發光元件

發光二極管是一種典型的發光器件，其基本結構是P型半導體（空穴占多數載流子）和N型半導體（電子占多數載流子）的PN結。 ）。 有。

當向發光二極管施加正向電壓時，電子和空穴在發光二極管芯片內部移動，從而導致電流流動。當電子和空穴在運動過程中碰撞時，它們會重新結合，但在這種狀態下，能量小于電子和空穴的組合能量。

這種減少的能量轉化為光并發射到半導體外部。這就是光發射的原理。

2.光電探測器

光電探測器利用光電效應。光電效應是指在半導體的PN結處發生的現象。即使光電二極管兩端短路，PN結處也會形成電場，電場內會出現電位梯度。

當光照射到這個電場中時，能量產生電子和空穴，但電子由于電勢梯度而立即移動。換句話說，短路的外電路會流過電流，也就是電子的運動，并且光線越強（光子數越多），這個電流就越大。

注意，當向PN結施加反向偏壓時，電場擴大，因此在相應更寬的區域中產生電子和空穴。另外，由于電勢斜率變強，因此載流子移動速度變快，可以期待高速響應。

光電元件的種類

分類為光電器件的半導體器件包括以下幾種。

1. 發光元件

發光二極管（英語：Light Emitting Diode）
許多具有從近紅外到可見光區域不同發射波長的發光二極管已經商業化，但尤其是藍光LED的需求正在迅速增長，因為它們被用于照明設備。另一方面，發射近紅外光的發光二極管被用作光通信裝置。

半導體激光器
可以發出比普通 LED 更強、更相干的光。熟悉的應用示例包括利用其直線特性的激光筆，以及利用其高光強度和單一波長的投影儀光源。

有機 EL（電致發光）
用于薄型輕型顯示器，例如電視和攝影設備的取景器。

2.光電探測器

光電二極管
具有多種用途，包括用于測量儀器的傳感器，例如測量光強度的照度計，以及用于利用光檢測物體的傳感器。

光電晶體管
一種比光電二極管具有更高靈敏度的傳感器，因為它在晶體管的基極區域接收光并放大那里產生的電流。主要用于光斷續器的受光部分。

圖像傳感器
通過在平面上排列大量光電二極管并將圖像投影到其上來創建圖像數據的傳感器。它用于拍攝靜態圖像和視頻的相機的成像部分。

盡管作為半導體器件其體積非常大且昂貴，但它已被廣泛用作過去使用的圖像拾取管和照相膠片的替代品。