光电器件是控制光能与电能之间转换的电子器件的总称。

广义上讲，有将电信号转换为光信号的发光元件和将光信号转换为电信号的受光元件。发光元件是当电流通过时发光的元件，发光二极管是典型的例子。

灯泡和荧光灯也通过电流通过而发光，但一般而言，发光元件仅限于使用半导体的元件，不包括半导体。此外，光电探测器在接收光时会产生电流；太阳能电池就是一个例子。

光电元件的应用

光电元件广泛应用于利用光的领域的设备中。在发光元件的情况下，各种用途的实例包括使用发光二极管的照明设备的发光部件、用于检测传感器中的物体的光源（例如光断续器）、以及作为光学领域中的信号光源的半导体激光器。我可以。

除了上述太阳能电池之外，光接收元件的示例包括照度计、相机曝光计、CD和DVD拾取器、照相设备中的图像传感器以及检测从物体反射的光的光遮断器。

光电元件原理

发光元件和受光元件的原理有很大不同。

1. 发光元件

发光二极管是一种典型的发光器件，其基本结构是P型半导体（空穴占多数载流子）和N型半导体（电子占多数载流子）的PN结。 ）。 有。

当向发光二极管施加正向电压时，电子和空穴在发光二极管芯片内部移动，从而导致电流流动。当电子和空穴在运动过程中碰撞时，它们会重新结合，但在这种状态下，能量小于电子和空穴的组合能量。

这种减少的能量转化为光并发射到半导体外部。这就是光发射的原理。

2.光电探测器

光电探测器利用光电效应。光电效应是指在半导体的PN结处发生的现象。即使光电二极管两端短路，PN结处也会形成电场，电场内会出现电位梯度。

当光照射到这个电场中时，能量产生电子和空穴，但电子由于电势梯度而立即移动。换句话说，短路的外电路会流过电流，也就是电子的运动，并且光线越强（光子数越多），这个电流就越大。

注意，当向PN结施加反向偏压时，电场扩大，因此在相应更宽的区域中产生电子和空穴。另外，由于电势斜率变强，因此载流子移动速度变快，可以期待高速响应。

光电元件的种类

分类为光电器件的半导体器件包括以下几种。

1. 发光元件

发光二极管（英语：Light Emitting Diode）
许多具有从近红外到可见光区域不同发射波长的发光二极管已经商业化，但尤其是蓝光LED的需求正在迅速增长，因为它们被用于照明设备。另一方面，发射近红外光的发光二极管被用作光通信装置。

半导体激光器
可以发出比普通 LED 更强、更相干的光。熟悉的应用示例包括利用其直线特性的激光笔，以及利用其高光强度和单一波长的投影仪光源。

有机 EL（电致发光）
用于薄型轻型显示器，例如电视和摄影设备的取景器。

2.光电探测器

光电二极管
具有多种用途，包括用于测量仪器的传感器，例如测量光强度的照度计，以及用于利用光检测物体的传感器。

光电晶体管
一种比光电二极管具有更高灵敏度的传感器，因为它在晶体管的基极区域接收光并放大那里产生的电流。主要用于光断续器的受光部分。

图像传感器
通过在平面上排列大量光电二极管并将图像投影到其上来创建图像数据的传感器。它用于拍摄静态图像和视频的相机的成像部分。

尽管作为半导体器件其体积非常大且昂贵，但它已被广泛用作过去使用的图像拾取管和照相胶片的替代品。