Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản không thiếu của tài liệu tại đây ( 1.47 MB, 26 trang )
Linh kiện quang-điện
NHATRANG UNIVERSITY
• Quang trở: Là linh kiện mà điện trở của nó giảm
mạnh khi chiếu ánh sáng vào
• Cấu tạo, nguyên lý hoạt động:
– Nguyên lý hoạt động của quang trở dựa trên hiện
tượng quang điện trong: khi ánh sáng chiếu vào
quang trở, các electron bị kích thích và trở thành
electron tự do, nên điện trở của quang trở giảm mạnh
– Cấu tạo: Quang trở được làm từ vật liệu một lớp vật
liệu quang điện trong (như Cadimi Sunfit: CdS;
Cadimi Selenit: CdSn; Kẽm Sunfit: ZnS) rất mỏng phủ
lên một đế cách điện, tất cả được bọc trong lớp bảo
vệ trong suốt và đưa 2 chân dẫn điện
Linh kiện quang-điện
• Quang trở
NHATRANG UNIVERSITY
I
Φ3
Φ2
Φ1
R
V
Φ
Linh kiện quang-điện
NHATRANG UNIVERSITY
• Điốt quang: Là loại điốt mà khi không được
chiếu sáng thì không có dòng điện chạy qua
Điốt, còn khi được chiếu sáng thì có dòng điện
chạy qua Điốt
• Nguyên lý hoạt động của Điốt quang dựa trên
hiện tượng quang áp:
– Khi chiếu sáng vào tiếp giáp p-n năng lượng của ánh
sáng (hν≥EG), sẽ làm xuất hiện một cặp electron-lỗ
trống
– Điện trường tiếp xúc cuốn các điện tử từ bán dẫn p
sang bán dẫn n, và cuốn các lỗ trống từ bán dẫn n
sang bán dẫn p. Kết quả là dòng ngược qua tiếp giáp
được tăng lên, và ở hai khối bán dẫn n, p có một hiệu
điện thế, gọi là hiệu điện thế quang UΦ
– Giá trị của dòng ngược và hiệu điện thế quang phụ
thuộc vào vật liệu chế tạo, bước sóng ánh sáng và
cường độ chiếu sáng
Linh kiện quang-điện
NHATRANG UNIVERSITY
Điốt quang:
Linh kiện quang-điện
NHATRANG UNIVERSITY
Điốt quang:
Đặc tuyến quang và đặc tuyến V-A của photodiode
Linh kiện quang-điện
NHATRANG UNIVERSITY
• Transistor quang: Là loại Transistor mà khi
không được chiếu sáng thì không có dòng điện
chạy qua Transistor, còn khi được chiếu sáng thì
có dòng điện chạy qua Transistor
• Cấu tạo của transistor quang cũng giống như
transistor lưỡng cực, nhưng cực B không không
nối ra chân điện cực mà thay vào đó là cửa sổ
cảm quang trong suốt
• Nguyên lý làm việc của transistror quang cũng
dựa vào hiện tượng quang áp:
– Khi chưa chiếu sáng thì không có dòng cực B do đó
transistor không hoạt động
– Khi chiếu sáng, do hiệu ứng quang áp làm xuất hiện
dòng cực B, sẽ phân cực cho transistor hoạt động
Linh kiện quang-điện
NHATRANG UNIVERSITY
Transistor quang:
Đặc tuyến V-A của phototransistor
Linh kiện điện-quang
NHATRANG UNIVERSITY
• Điốt phát quang (LED): Là linh kiện có thể phát
ra ánh sáng (nhìn thấy hoặc không nhìn thấy)
khi được phân cực thuận
• Nguyên lý hoạt động của LED dựa vào hiện
tượng quang điện và sự tái hợp trực tiếp của
các hạt dẫn:
– Khi electron nhận một năng lượng kích thích (dưới
dạng nhiệt, điện, quang,…) thì nó sẽ chuyển từ mức
năng lượng cơ bản Ek (thấp) lên mức năng lượng cao
Ei (cao)
– Electron chỉ ở trạng thái kích thích trong thời gian rất
ngắn (10-8s) rồi trở lại mức năng lượng cơ bản. Quá
trình này là quá trình tái hợp của hạt dẫn và năng
lượng của nó giải phóng ra dưới dạng ánh sáng có
tấn số: ν=(Ei-Ek)/h, với h=6,625.10-34Js là hằng số
Plank
Linh kiện điện-quang
NHATRANG UNIVERSITY
Điốt phát quang (LED):
Linh kiện điện-quang
NHATRANG UNIVERSITY
• Cấu tạo LED cũng gồm một tiếp giáp p-n như điốt thông
thường nhưng vật liệu chế tạo và nồng độ pha tạp thì
khác. Tùy thuộc vào vật liệu chế tạo và nồng độ pha tạp
mà LED có thể phát sáng với màu sắc khác nhau
– Vật liệu chế tạo là
GaAs cho ánh sáng
hồng ngoại
– Vật liệu chế tạo là
AlInGaP cho ánh
sáng màu vàng
-Vật liệu GaP cho
ánh sáng màu xanh
lá cây
– Vật liệu chế tạo là
AlGaAs cho ánh
sáng màu đỏ
-Vật liệu chế tạo là
InGaN cho ánh sáng
Linh kiện điện-quang
NHATRANG UNIVERSITY
Cấu tạo LED
– Điện áp phân cực thuận
cho LED lớn cỡ 2-3V
– Dòng điện qua LED cỡ
15mA
Đặc tuyến V-A
