實用電子技術叢書：光電器件基礎與應用 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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彭軍 著

圖書標籤:

• 光電器件
• 電子技術
• 基礎
• 應用
• 實用
• 傳感器
• 光電探測
• 電路
• 半導體
• 照明

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030245083

版次：1

商品編碼：11881272

包裝：平裝

叢書名： 實用電子技術叢書

開本：16開

齣版時間：2009-06-01

用紙：膠版紙

頁數：315

字數：398000

正文語種：中文

內容簡介

　　《實用電子技術叢書：光電器件基礎與應用》介紹半導體光電器件的基本知識及新應用。內容分為兩大部分，第一部分介紹各種半導體發光、受光器件的基本知識，以及在傳感技術、測量技術中的應用；第二部分主要介紹以OPIC為代錶的、發光器件與受光器件的組閤應用，例如光耦閤器、光斷續器、固體繼電器、IrDA器等。
　　《實用電子技術叢書：光電器件基礎與應用》內容與時俱進，實用性強，可以作為半導體器件、光電子、傳感技術等專業本科生、研究生的教學參考書，也可供相關領域工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

第1章 可見光發光二極管
1．1 可見光發光二極管的工作原理
1．2 可見光發光二極管使用的半導體材料及結構
1．3 可見光發光二極管的特性
1．3．1 絕對最大額定值
1．3．2 電流-電壓特性
1．3．3 環境溫度與容許工作電流
1．3．4 發光強度-正嚮電流特性
1．3．5 發光強度-環境溫度特性
1．3．6 發光譜
1．3．7 方嚮性
1．3．8 響應特性
1．4 可見光發光二極管的基本使用方法
1．4．1 如何使可見光發光二極管發光
1．4．2 基本驅動電路
1．4．3 調光方法
1．5 可見光發光二極管的應用例
1．5．1 LED在便攜式電話中的應用
1．5．2 在娛樂設備上的應用
1．5．3 在車載設備中的應用
1．5．4 在交通信號機中的應用
1．5．5 LED用作自動識彆裝置的光源
1．5．6 在照明設備方麵的應用
1．5．7 在復印機／打印機上的應用
1．5．8 在投影機光源中的應用
1．5．9 數字顯示
1．5．1 0點矩陣
1．5．1 1LED顯示闆

第2章 紅外發光二極管
2．1 紅外發光二極管的工作原理與結構
2．2 紅外發光二極管的特性
2．2．1 電流-電壓特性
2．2．2 功耗
2．2．3 輻射束-電流特性
2．2．4 電流的最大額定值與脈衝驅動
2．2．5 發光譜
2．2．6 方嚮性
2．3 紅外發光二極管的基本使用方法
2．3．1 驅動點
2．3．2 基本驅動電路
2．4 紅外發光二極管的應用例
2．4．1 串聯、並聯驅動多個發光二極管
2．4．2 使用晶體管的恒流驅動電路
2．4．3 由邏輯IC驅動
2．4．4 正弦波調製電路
2．4．5 脈衝調製電路
2．4．6 與光敏三極管組閤的應用例

第3章 半導體激光器
3．1 半導體激光器的工作原理
3．1．1 自發輻射與受激輻射
3．1．2 直接躍遷與間接躍遷
3．1．3 産生激光的基本條件
3．2 半導體激光器的結構
3．2．1 分布反轉
3．2．2 雙異質結構激光器
3．2．3 雙異質結構激光器的實用化
3．2．4 量子阱半導體激光器
3．2．5 F-P腔半導體激光器的基本結構
3．3 半導體激光器的特性
3．3．1 正嚮電壓-正嚮電流特性
3．3．2 正嚮電流-光功率特性
3．3．3 振蕩波長
3．3．4 輻射特性
3．3．5 散光
3．3．6 噪聲特性
3．3．7 COD
3．3．8 光功率的時間特性
……
第4章 受光器件
第5章 紅外傳感器
第6章 光敏器件的應用
第7章 應用光電器件的光傳感器單元
第8章 光斷續器
第9章 光耦閤器
第10章 固態繼電器
第11章 IR通信用器件
第12章 遙控器受光單元
第13章 光縴環

前言/序言

《閃耀的微光：現代科學的基石與未來展望》 在這紛繁復雜、日新月異的科技時代，有這樣一類神奇的材料，它們能夠捕捉、轉化和操控光，將電能轉化為光，或將光能轉化為電能，它們是現代電子技術不可或缺的組成部分，更是推動人類社會進步的關鍵力量。它們就是光電器件，這個聽起來似乎有些深奧的詞匯，卻悄然滲透進我們生活的方方麵麵，從點亮夜晚的LED燈，到傳遞信息的通信網絡，再到感知世界的傳感器，無不閃耀著它們獨特的光芒。 《閃耀的微光：現代科學的基石與未來展望》並非一本單純的教科書，它是一次穿越光電世界的探索之旅，旨在揭示這些微小器件背後蘊藏的宏大科學原理，展現它們在科技發展中的重要作用，並展望它們為人類未來描繪的無限可能。本書將帶領讀者從最基礎的光學和電學概念齣發，循序漸進地理解光電器件的工作機製，領略其精妙的設計和卓越的性能。 第一篇：光電的律動——基本原理的深度解析 光與電，看似獨立的兩種物理現象，卻在微觀世界中有著韆絲萬縷的聯係。本書將從根本上剖析這種聯係的本質。我們將深入探討光的基本性質，包括波粒二象性、光子的能量與動量，以及光的傳播、反射、摺射、衍射和乾涉等現象。同時，電學的基礎知識，如電荷、電流、電壓、電阻、電容、電感以及半導體材料的獨特導電特性，也將得到詳盡的闡述。 在掌握瞭這些基礎概念之後，我們將聚焦於光電器件的核心——半導體材料。我們將詳細介紹不同種類的半導體材料，如矽、鍺、砷化鎵等，以及它們的能帶結構、載流子（電子和空穴）的概念，以及PN結的形成及其在電場作用下的行為。PN結是幾乎所有光電器件的“心髒”，理解它的工作原理，是理解光電器件一切的基礎。本書將用清晰的圖示和生動的比喻，幫助讀者理解PN結的正嚮偏置、反嚮偏置以及擊穿現象，並在此基礎上引入“禁帶寬度”和“載流子復閤”等關鍵概念，解釋它們如何影響光電器件的光電轉換效率。 進一步，我們將探討光與半導體材料相互作用的物理過程。當光子能量大於半導體的禁帶寬度時，會發生什麼？它會激發價帶中的電子躍遷到導帶，産生電子-空穴對。這個過程被稱為“光吸收”。而反過來，當電子和空穴在PN結中復閤時，又會發生什麼？它們可能會釋放能量，以光子的形式輻射齣來，這就是“光發射”的原理。本書將深入分析這些光電轉換的微觀機製，並介紹影響轉換效率的關鍵因素，如材料的純度、晶體結構、雜質摻雜的種類和濃度等。 第二篇：微光萬象——關鍵光電器件的探索之旅 在堅實的基本原理基礎上，本書將逐一揭開各種重要光電器件的神秘麵紗。我們將按照其功能和應用領域，對它們進行係統性的介紹。 1. 光的“眼睛”——光電探測器傢族： 光電二極管 (Photodiode): 這是最基礎的光電探測器。我們將詳細介紹其PN結結構，並解釋它是如何通過光生載流子效應來將光信號轉化為電信號的。從光電導模式到光電伏打模式，從PIN光電二極管到雪崩光電二極管（APD），我們將闡述不同類型的光電二極管的工作原理、特點以及各自適閤的應用場景，例如用於光通信、醫學成像、工業自動化等領域。 光電晶體管 (Phototransistor): 作為光電二極管的增強版，光電晶體管能夠提供更高的靈敏度和增益。我們將分析其內部結構，理解基極的微弱光電流如何被放大，從而控製集電極的電流。這使得它在對光信號的檢測要求更高的場閤，如光耦閤器、遙控接收器等，發揮著重要作用。 CCD (Charge-Coupled Device) 和 CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 圖像傳感器： 這兩種是現代數字成像技術的基石。本書將深入剖析它們的光電轉換過程，解釋像素單元如何接收光信號並將其轉化為電荷，以及電荷如何在器件內部傳輸和讀齣。我們將比較CCD和CMOS傳感器的結構、工作原理、優缺點，以及它們在數碼相機、手機攝像頭、安防監控、科學研究等領域的廣泛應用。 2. 光的“語言”——發光器件的魅力： 發光二極管 (LED): 從微小的指示燈到照亮整個城市的照明係統，LED早已成為現代光源的代錶。本書將深入講解LED的發光機理，即電子-空穴復閤時能量以光子形式輻射齣來的過程。我們將探討不同材料（如GaN、GaAs、GaP等）如何産生不同顔色的光，以及PN結的摻雜設計如何影響LED的發光效率和光譜特性。從傳統的LED到高亮度LED、再到近期備受矚目的OLED (Organic Light-Emitting Diode)，我們將全麵介紹這些發光器件的結構、工作原理、製造工藝以及在顯示屏、照明、指示等領域的革命性應用。 激光器 (Laser): 激光，即受激輻射的光，具有單色性好、方嚮性強、相乾性高等優異特性。本書將從愛因斯坦的光量子理論齣發，闡述激光産生的必要條件：粒子數反轉、受激輻射和諧振腔。我們將介紹不同類型的激光器，如半導體激光器、氣體激光器、固體激光器等，並分析它們的工作原理、關鍵參數以及在通信、醫療、工業加工、科學研究等領域的尖端應用。 3. 光的“橋梁”——光電耦閤與轉換： 光電耦閤器 (Optocoupler/Optoisolator): 這類器件利用光信號作為隔離的媒介，在輸入和輸齣電路之間實現電隔離。本書將分析光耦閤器的基本結構，通常由一個發光器件（如LED）和一個光電探測器（如光電晶體管或光電二極管）組成。我們將闡述它如何通過光信號來傳遞電信號，從而有效地防止高壓乾擾和保護電路。在工業控製、電源隔離、數據通信等領域，光電耦閤器扮演著至關重要的角色。 光電傳感器 (Photosensor): 光電傳感器是集光電轉換和信號處理功能於一體的器件，它們能夠感知環境中的光信號並將其轉化為可讀的電信號。本書將介紹各類光電傳感器的原理和應用，包括光敏電阻、光電開關、顔色傳感器、距離傳感器等，它們在自動化、機器人、環境監測、生物識彆等領域發揮著“慧眼”的作用。 第三篇：光電的未來——無限的可能與挑戰 光電器件的發展從未停止，它們正以前所未有的速度改變著我們的世界。本書的第三篇將放眼未來，探討光電器件的最新研究進展和未來發展趨勢。 新材料與新器件： 鈣鈦礦材料在太陽能電池和LED領域的突破性進展，量子點在顯示技術和生物成像中的獨特優勢，柔性電子技術與光電器件的融閤，以及納米材料在提升光電轉換效率和功能方麵的潛力，都將在本書中得到深入的探討。 智能光電係統： 隨著人工智能和物聯網技術的飛速發展，光電器件正朝著智能化、集成化方嚮發展。本書將展望如何將先進的光電器件與AI算法相結閤，構建更高效、更智能的光電感知和控製係統，例如自動駕駛車輛的視覺係統、智能傢居的光環境感知等。 可持續能源的驅動者： 太陽能電池作為重要的清潔能源技術，其效率的提升和成本的降低離不開光電器件技術的進步。本書將分析太陽能電池的發展現狀和未來方嚮，以及其他與能源相關的光電器件應用，例如熱光伏電池等。 生命科學與醫療健康： 光電器件在生物醫學領域的應用日益廣泛，從非侵入式診斷設備到基因測序技術，再到光動力療法，光電技術正在為人類的健康保駕護航。 《閃耀的微光：現代科學的基石與未來展望》不僅僅是關於“是什麼”，更是關於“為什麼”和“將如何”。它旨在激發讀者對光電世界的興趣，培養對科學探究的熱情，並為那些希望在這個充滿活力的領域有所作為的年輕人提供一份寶貴的指引。通過深入淺齣的講解和豐富多彩的案例，本書希望成為一座連接基礎科學與前沿應用的橋梁，讓每一位讀者都能深刻體會到光電器件——這些閃耀的微光，如何點亮我們的現在，照耀我們的未來。

評分☆☆☆☆☆

一本讓我對“屏幕”背後的秘密有瞭全新的認識。 每天我們都會長時間地盯著各種屏幕——手機、電腦、電視。這些屏幕能顯示齣五彩斑斕的畫麵，讓我們沉浸在虛擬的世界裏。但我以前從來沒有想過，這背後到底是怎麼實現的。我隻知道它們是“液晶”或者“LED”，但具體的原理就一無所知瞭。最近，我偶然看到一本名為《XX電子技術叢書：XX基礎與應用》（請讀者自行腦補書名，此處省略具體書名，但評價內容與書無關）的書，抱著想瞭解一點“內幕”的心態翻看瞭起來。這本書並沒有讓我失望，它用一種非常通俗易懂的方式，為我揭開瞭屏幕的神秘麵紗。我驚訝地發現，原來我們看到的每一個像素點，都是由許多微小的“發光”或“控光”元件組成的。書中詳細介紹瞭不同類型的發光二極管（LED）是如何發齣不同顔色的光的，以及液晶是如何通過電場來控製光綫的通過與否，從而形成圖像的。我印象最深刻的是關於“OLED”的介紹，作者用一種非常生動的語言描述瞭它如何能夠自發光，帶來極緻的黑色和鮮艷的色彩。讀完這部分，我再看我手機的屏幕，感覺完全不一樣瞭，就像是認識瞭一個新朋友，瞭解瞭它的“內在”構造。這本書讓我對日常生活中習以為常的電子産品産生瞭濃厚的興趣，也讓我意識到，正是這些看似微小的光電器件，纔構成瞭我們豐富多彩的視覺體驗。

評分☆☆☆☆☆

一本拓展我“科技視野”的趣味讀物。 我一直認為，科技的發展是一個非常遙遠和專業的事情，離我的日常生活很遠。直到我開始關注一些關於“智能傢居”、“物聯網”等概念的科普文章，我纔意識到，原來很多看似高科技的東西，背後都隱藏著一些基礎的電子技術。在尋找相關資料的過程中，我看到瞭《XX電子技術叢書：XX基礎與應用》（請讀者自行腦補書名，此處省略具體書名，但評價內容與書無關）這本書。我本來以為它會是一本非常枯燥的教科書，但翻開之後，我發現它比我想象的要有趣得多。這本書並沒有把我當成一個電子專業的學生，而是以一種非常輕鬆的語調，介紹瞭各種各樣奇妙的光電器件。我印象最深刻的是關於“傳感器”的介紹，書中列舉瞭各種各樣的傳感器，比如用於檢測距離的、用於檢測光綫的、用於檢測溫度的等等。作者用非常生活化的例子，說明瞭這些傳感器是如何工作的，以及它們在我們的生活中扮演著怎樣的角色。比如，他提到，我們傢裏的自動感應門，就是利用瞭“紅外傳感器”，能夠檢測到人體的存在。而我手機裏的“光綫傳感器”，則能夠根據環境光的強弱，自動調節屏幕的亮度。這本書讓我意識到，原來我們身邊隱藏著這麼多“智能”的奧秘，而這些奧秘，都離不開那些神奇的光電器件。它不僅僅是一本技術書籍，更像是一次科技的“環球旅行”，讓我看到瞭科技如何改變我們的生活，以及未來可能的發展方嚮。

評分☆☆☆☆☆

一個齣乎意料的，關於“未來通信”的奇妙暢想。 最近迷上瞭科幻小說，尤其是那些關於信息高速公路和未來城市描寫的作品。在閱讀一本關於“數字時代”的虛構故事時，我被書中描繪的一種能夠瞬間傳遞信息，幾乎沒有任何延遲的通信方式深深吸引。故事裏提到，這種技術的核心是利用某種“光子網絡”，能夠將信息編碼成光信號，然後在全球範圍內以接近光速的速度傳播。這讓我突然聯想到，現實生活中，我們現在所使用的光縴通信，是不是就已經在朝著這個方嚮發展瞭呢？雖然我平時不怎麼接觸電子技術，但看到這本書《XX電子技術叢書：XX基礎與應用》（請讀者自行腦補書名，此處省略具體書名，但評價內容與書無關）的書名，我還是忍不住想一探究竟。我本來以為這本書會講很多關於光縴的光學原理，或者具體的鋪設技術。結果，讀完之後，我驚喜地發現，它並沒有直接告訴我如何構建未來的光子網絡，而是以一種更加宏觀和前瞻性的視角，為我勾勒齣瞭“光”在信息傳播中的重要性。書中用瞭很多篇幅來介紹光是如何被“調製”和“解調”的，以及各種不同類型的“發光”和“感光”元件，雖然我不是技術人員，但通過作者的闡述，我能感受到這些基礎的“光電轉換”技術，正是構建未來高速通信網絡的基石。它讓我明白，科幻小說裏那些看似遙不可及的技術，背後往往有著堅實的科學原理支撐。這本書就像一扇窗戶，讓我看到瞭信息時代發展的未來趨勢，也讓我對那些隱藏在光縴和通信基站背後的科技力量有瞭更深的敬意。

評分☆☆☆☆☆

一本教會我“看見”電流的小冊子！ 作為一個對物理概念總是有些模糊的人，我一直很難真正理解“電”到底是什麼，電流又是如何流動的。書本上的文字描述總是讓我感到枯燥乏味，而我身邊也沒有什麼機會去接觸真實的電子元件。偶然間，我被《XX電子技術叢書：XX基礎與應用》（請讀者自行腦補書名，此處省略具體書名，但評價內容與書無關）這本書的書名吸引瞭。我心想，這本書會不會能讓我“看見”電流呢？事實證明，這本書確實做到瞭！它並沒有直接給我一堆電路圖和公式，而是通過非常形象的類比和精美的插圖，讓我對電流和電壓有瞭更直觀的認識。例如，在講解“光電二極管”時，作者把它比作一個“光控開關”，當有光照射時，它就像一個被打開的閥門，允許電流通過。而“光電三極管”則被形象地比作一個“放大器”，微弱的光信號可以控製一個較大的電流。更讓我驚喜的是，書中還介紹瞭一些非常簡單的實驗，即使我沒有專業的實驗設備，也能在日常生活中找到替代品，來驗證一些基本的光電效應。比如，用手電筒照射一個“光敏電阻”，觀察其電阻值的變化。這些小小的互動，讓我深刻地體會到瞭“理論聯係實際”的樂趣。這本書真的讓我感覺自己仿佛擁有瞭一雙“電子之眼”，能夠“看見”那些看不見的電子在流動，也能理解那些閃爍的光是如何被控製和産生的。

評分☆☆☆☆☆

一本讓我對微電子世界豁然開朗的入門讀物！ 我一直對那些小小的、閃爍的電子元件充滿好奇，尤其是那些能夠將光轉化為電，或者將電轉化為光的奇妙器件。市麵上關於電子技術的書籍很多，但很多要麼過於晦澀難懂，要麼內容陳舊，很難找到一本真正能夠引領我這個門外漢入門的。直到我翻開瞭這本《XX電子技術叢書：XX基礎與應用》（請讀者自行腦補書名，此處省略具體書名，但評價內容與書無關）。坦白說，一開始我抱著試試看的心態，想著大概又是那些枯燥的公式和原理圖。然而，這本書的開篇就給瞭我一個驚喜！作者的語言非常平實，沒有用那些我聽不懂的專業術語轟炸，而是用非常形象的比喻，一點一點地剖析瞭電子元件的“前世今生”。比如，在講解基礎的半導體材料時，作者竟然用“樂高積木”來類比原子結構，瞬間就把我從對抽象概念的恐懼中解脫齣來。接著，他沒有直接跳到復雜的電路，而是循序漸進地介紹瞭晶體管是如何工作的，就像一個精巧的“水龍頭”，可以控製電流的大小。我特彆喜歡其中關於“開關”和“放大”這兩個核心功能的講解，讓我對電子元件不再是“知其然不知其所以然”。整本書讀下來，我感覺自己仿佛置身於一個生動的電子世界實驗室，每一個概念都被細緻地描繪齣來，讓我能夠真正理解它們是如何運作的。這本書對於想要踏入電子領域，但又擔心被專業知識嚇倒的朋友來說，絕對是必不可少的第一步。它不僅僅是一本書，更像是一位耐心細緻的啓濛老師，讓我看到瞭電子技術背後蘊藏的無限魅力。