光電器件是指根據光電效應制作的器件稱為光電器件,也稱光敏器件。光電器件的種類很多,但其工作原理都是建立在光電效應這一物理基礎上的。
一、光電器件的概念
光電器件是指根據光電效應制作的器件稱為光電器件,也稱光敏器件。光電器件的種類很多,但其工作原理都是建立在光電效應這一物理基礎上的。光電器件的種類主要有: 光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光電池、光電耦合器件。下面就介紹這些光電器件的結構、工作原理、參數、基本特性。
半導體材料的電導率是由載流子濃度決定的。半導體材料中的載流子包括材料內部的自由電子及其留下的空位——空穴兩種。在正常情況下自由電子及空穴的形成與復合處于動態平衡,電子要克服原子的束縛成為自由電子必須吸能量,而光照可以向電子提供能量,增強它掙脫原子束縛的能力。使得原本的動態平衡被打破,自由電子及空穴的形成速率大于復合速率,從而在半導體內部形成自由電子——空穴對。因此,光照可以改變載流子的濃度,從而改變半導體的電導率。光電導器件主要有光敏電阻、光電二極管光電三極管等。
半導體光電器件是指把光和電這兩種物理量聯系起來,使光和電互相轉化的新型半導體器件。即利用半導體的光電效應(或熱電效應)制成的器件。光電器件主要有,利用半導體光敏特性工作的光電導器件,利用半導體光伏打效應工作的光電池和半導體發光器件等。
半導體材料的電導率是由載流子濃度決定的。載流子就是由半導體原子逃逸出來的電子及其留下的空位----- 空穴。電子從原子中逃逸出來,必須克服原子的束縛而做功,而光照正是向電子提供能量,使它有能力逃逸出來的一種形式。因此,光照可以改變載流子的濃度,從而改變半導體的電導率。半導體發光器件是一種將電能轉換成光能的器件。它包括發光二極管、紅外光源、半導體發光數字管等。
發光二極管的管芯也是一個PN結,并具有單向導電性。PN結加上正向電壓時,電子由N區渡越(擴散)到空間電荷區與空穴復合而釋放出能量。這些能量大部分以發光的形式出現,因此,可以直接將電能轉換成光能。發光二極管的發光顏色(波長),困半導體材料及摻雜成分不同而不同。常用的有黃、綠、紅等顏色的發光二極管。發光二極管工作電壓很低(1 5-3伏),工作電流很小(10-30毫安),耗電極省。可作燈光信號顯示、快速光源,也呆同時起整流和發光兩種作用。
把磷化鎵發光管或磷化鎵發光管的管芯制成條狀,用七條發光管組成七段式數字顯示管,可以顯示從0到9的十個數字。這種半導體數字顯示管的優點是體積小、耗電省、壽命長、響應速度快。它可以作為各種小型計算器及數字顯示儀表的數字顯示用。
把半導體發光器件和光敏器件組合封閉裝在一起,就組成了具有電---光---電轉換功能的光電耦合器。顯然,給耦合器輸入一個電信號,發光器件就發光,光被光接收器件接收后,又轉成換成電信號輸出。因為輸入主輸出之間用光進行耦合。所以輸出端對輸入端沒有反饋,具有優良的隔離性能和抗干擾性能。光電耦合器又是光電開關,這種光電開關不存在繼電器中機械點易疲勞的問題,可靠性很高。
根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年光電器件市場發展現狀調查及供需格局分析預測報告》顯示:
數據庫顯示,2022年12月全國光電子器件當月產量與去年同期相比下降。2022年12月全國光電子器件產量為857.8億只,同比下降28%。2022年1-12月全國光電子器件產量10803.6億只,同比下降13.2%。
目前,我國光電子器件產業的上市公司數量較多,分布在各產業鏈環節。其中,涉及光電子器件制造的上市公司包括:三安光電、華工科技、中際旭創等。從光電子器件行業的上市企業布局和已有公開信息分析,注冊資本最多的是三安光電,其次是華工科技;而成立時間最早的是三安光電,招投標信息最多的是華工科技。
近年來,半導體顯示器件市場份額向大陸廠商集中,行業集中度得到提升,使得中國大陸半導體顯示器件廠商的議價能力隨之提高,同時廠商之間的競爭趨于更加理性,因此未來價格競爭將會趨于緩和。我國半導體顯示器件重點企業有TCL科技、冠石科技以及和輝光電。TCL科技的營業收入規模遠高于冠石科技和和輝光電。且TCL科技的營業收入呈現波動震蕩的現象,而冠石科技和和輝光電都呈現上升的態勢。2022年1-9月,TCL科技、冠石科技和和輝光電的營業收入分別為1265.15億、10.12億和32.92億。
中國國內市場發展迅速,不少企業成功抓住這一歷史機遇,掌握半導體、精密光學鍍膜及光學超精密加工等相關核心技術,逐步實現產品和技術的國產替代。伴隨世界貿易格局的變動和國內產業升級進程的推進,政府逐漸加大對國內高端制造業的鼓勵和扶持力度,包括光學光電子元器件在內的高端制造業正加速國產替代進程。
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2023-2028年光電器件市場發展現狀調查及供需格局分析預測報告
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