光电子学概论雷竞技最新app

在这篇文章中，我们将讨论光电子学的基础知识，包括一个关于光子的简短讲座。雷竞技最新app此外，还将讨论各种光电器件，包括灯具、led、光电二极管、光敏电阻、激光二极管等。

光电子学是什么?雷竞技最新app

光电子学是一门专门研究发光雷竞技最新app或光探测装置的电子学学科。

发光器件利用电压和电流产生电磁辐射(即:光)。这种发光装置通常用于照明或作为指示灯。

相反，光探测装置，如光敏晶体管，是用来将接收到的电磁能量转换成电流或电压。光探测装置可用于光传感和光通信。这方面的例子包括黑暗激活开关和遥控器。一般来说，光探测装置的工作原理是利用光子释放半导体材料中的束缚电子。

图1到图4显示了各种光电器件。

图1所示。白炽灯。

图2。发光二极管。图片由Sinisa很．

图3。光敏电阻。图片由密歇根州立大学(PDF)。

图4。太阳能电池。图片由SparkFun

光子综述

光子是电磁辐射(EMR)的基本单位。光子有一个传播频率，我们根据这个频率将电子磁共振分为微波电子磁共振、红外电子磁共振、光学电子磁共振等等。人眼对光学EMR很敏感，它又被分为颜色。颜色不是光子的固有属性;相反，光子有频率，而人类将这些不同的频率解释为不同的颜色。

光子背后的一些物理学

光子的频率与其波长(λ)的关系是:

λ=ν/f(单位:米)

在哪里

• ν =光子的速度或速度(单位:m/s)
• f =频率(以Hz为单位)

在自由空间，ν是光速(c = 3.0 × 10)⁸米/秒)。但在其他介质中，如玻璃，ν的速度会比光速慢。

波长较长的光子(即频率较低的光子)比波长较短的光子(即频率较高的光子)具有更少的能量。

有关光子的能量、频率和波长的更多信息，请参见图5。

图5。电磁(EM)光谱。图片由Inductiveload［cc -的- sa - 3.0］

灯

灯，如白炽灯，是将电流转换成可见光能量的装置。白炽灯有钨丝做的灯丝。当电流流过灯丝时，电流与灯丝的原子碰撞，使灯丝产生热量，从而释放光子。这个特殊的过程产生各种波长的光子，导致发出的光看起来是白色的。

卤素灯与白炽灯相似。事实上，卤素灯泡被认为是白炽灯的高级形式。卤素灯通常以其明亮的光和非常热的触摸灯泡而闻名。卤素灯使用的灯丝位于气压灯泡内。加压气体由惰性气体和少量的卤素元素，如溴或碘组成。而且，卤素灯泡的玻璃强度比普通白炽灯泡的玻璃强度大。

荧光灯则完全不同。它们由一个充满水银蒸汽的玻璃管组成，其内壁涂有一种能发出荧光的材料。当荧光灯的阴极电极发出的电子与汞原子碰撞时，就会发出紫外线(紫外线)辐射。这种紫外线被灯的荧光涂层吸收，从而释放出可见光。

发光二极管

发光二极管(发光二极管)是一种双引线半导体器件，它与普通二极管相似，不同之处在于它们能发出可见光、红外线或紫外线。当LED的阳极引线的电压比阴极引线的正极电压高(通常电压范围在0.6到2.2V之间)，电流就会流过LED设备，从而发出光。

在历史上，红色是LED的第一种颜色;1962年研制成功，1968年批量生产。接下来是黄色、绿色和红外led。直到1989年，蓝色LED才开始商业化。如今，几乎任何LED颜色，包括白色，都可以在市场上买到。

激光二极管

激光二极管是一种半导体激光器，它在形式和操作上与发光二极管(LED)非常相似。关于激光二极管可以找到更详细的信息在这里．

光敏电阻

光敏电阻只不过是光控可变电阻，也称为光依赖电阻(LDRs)。通常，当光敏电阻被放置在黑暗中，它的电阻是非常高的(兆欧姆)。相比之下，当光敏电阻被照亮时，它的电阻会急剧下降——取决于照射在它上的光的强度，电阻可能会低到几百欧姆。光敏电阻器用于光敏开关器件。

光敏二极管

光敏二极管是将光能(即光子)直接转换成电流的双引线半导体器件。光电二极管是用一种非常薄的材料制成的n型半导体一起较厚p型半导体。的n一侧具有丰富的电子，被认为是阴极，而p侧面有大量的孔，被认为是阳极。当一个有足够能量的光子(即光)撞击二极管时，就会产生一个电子-空穴对。空穴向阳极移动，而电子向阴极移动，从而产生光感应电流(即光电流)。

太阳能电池

太阳能电池它们只是具有特别大表面积的光电二极管。这些更大的区域使得太阳能电池对入射光更敏感，在电压和电流方面也比光电二极管更强大。太阳能电池通常用于太阳能电池板，但也经常用作可见光探测器的光敏元件。例子包括光度计和光敏继电器。

光电晶体管

你可能已经猜到了，光敏晶体管是光敏晶体管。有两种常见的类型:第一种类似于以下是(双极结晶体管)和第二种类似于一种场效应晶体管(场效应晶体管)。bjt型光电晶体管的基座被光敏区所取代;当这个表面保持黑暗时，设备将保持关闭。场效应晶体管(fet)型光电晶体管，有时也称为光场效应晶体管(photofet)，利用光产生栅极电压来控制漏源极电流。与bjt型光电晶体管相比，fet型光电晶体管对光线变化更敏感。

光隔离器

光隔离器(也称为光耦合器)是通过光接口将两个电路连接起来的电子设备。例如，一个典型的光隔离器是由一个LED和一个光电晶体管组成，两者都被封装在一个不透光的外壳中。光隔离器的LED部分连接到驱动电路，所述光电晶体管为输出器件。因此，当LED被激发时，它会发出光子，这些光子会被光电晶体管检测到。光隔离器的一个典型应用是在两个独立电路之间提供电气隔离。

光纤

光纤与光电器件结合使用，以通过调制光传输信息。下面的图6是对光纤电缆的简单描述。

图6。对光纤电缆的简单描述。

总结

光电子学雷竞技最新app是研究和应用光的电子器件。这些设备包括发光的(led和灯泡)，通道光(光纤电缆)，探测光(光电二极管和光电电阻)，或由光控制的(光隔离器和光电晶体管)。