光电功能

一些电子应用依赖于光和电子之间的相互作用半导体本节提及的材料光电子学.这些应用包括将阳光转换为太阳能电池.大多数这种类型的电池是由硅二极管在特殊设计的外壳,以允许阳光照亮他们。硅对红外光是透明的;这个组成部分太阳辐射通过一个太阳能电池不发电。然而,可见光波就足够了能源产生空穴电子对(导致光吸收的机制)。在附近p-n结,空穴被电子吸引n型侧,电子被吸引到空穴上p类型的一面。这构成一种可用于给小型电器供电或给蓄电池充电的电流。

有特殊的晶闸管可用,使用光代替门信号来启动传导。它们应用于高压系统,其中必须使用串联的许多晶闸管来承受电压。为所有这些闸流管(每个闸流管具有不同的电势)提供门信号的实际困难通过使用光纤(电绝缘体)将光脉冲传导到闸流管而得到简化。光与硅的相互作用产生了与太阳能电池一样的载流子;这些载波提供栅极信号以接通晶闸管。

发光二极管(led)在许多电子系统中用作视觉指示器。它们由III-V组成化合物与砷化镓有关;产生红光的原子通常由砷化镓磷化物组成。汽车后部的中央刹车灯通常是一组红色led灯。交通信号灯中的红灯也是LED的一种应用。随着明亮、低成本的蓝色led的可用性,现在有可能使用彩色led的适当混合来提供适当的颜色来替代白炽灯泡。这些新的应用是由更高的可靠性或电气需求驱动的效率为了证明成本增加的合理性。

激光二极管,也是由III-V化合物,用于数字音频和影碟玩家可以读取刻制在光盘上并包含数字记录信息的微小音轨。之所以使用激光,是因为激光可以聚焦成极其微小的明亮光点。从圆盘上的标记散射出来的光被半导体光电二极管探测到。

罗伯特·i·斯奎斯