zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Cấu kiện điện tử - Chương 8

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Báo xấu

136
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN QUANG I. TỔNG QUAN: Các linh kiẹn bán dẫn quang chia thành các loại sau: Linh kiện bán dẫn quang – điện : là những linh kiện biến đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện. Nguyên lý làm việc của linh kiện bán dẫn quang điện dựa trên cơ sở của hiệu ứng quang dẫn (quang trở) và hiệu ứng quang áp (diode quang, trans quang, tế bào quang điện) Linh kiện bán dẫn điện – quang : là những linh kiện biến đổi năng lượng điện thành ánh sáng. Ví dụ :...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cấu kiện điện tử - Chương 8

Taøi lieäu giaûng daïy moân: Linh kieän Ñieän Töû CHÖÔNG 8 : CAÙC LINH KIEÄN BAÙN DAÃN QUANG I. TOÅNG QUAN: Caùc linh kieïân baùn daãn quang chia thaønh caùc loaïi sau: Linh kieän baùn daãn quang – ñieän : laø nhöõng linh kieän bieán ñoåi tín hieäu aùnh saùng thaønh - tín hieäu ñieän. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa linh kieän baùn daãn quang ñieän döïa treân cô sôû cuûa hieäu öùng quang daãn (quang trôû) vaø hieäu öùng quang aùp (diode quang, trans quang, teá baøo quang ñieän) Linh kieän baùn daãn ñieän – quang : laø nhöõng linh kieän bieán ñoåi naêng löôïng ñieän thaønh - aùnh saùng. Ví duï : Led phaùt quang, lazer baùn daãn… Keát hôïp cuûa 2 loaïi hieäu öùng treân ta coù boä ngaãu hôïp quang ñieän. - II. LINH KIEÄN BAÙN DAÃN QUANG – ÑIEÄN : 1. Hieäu öùng quang daãn vaø quang trôû : Hieäu öùng quang daãn : laø söï thay ñoåi ñoä daãn suaát cuûa chaát baùn daãn khi chieáu leân noù moät - chuøm tia saùng ôû moät nhieät ñoä nhaát ñònh. Quang trôû : laø linh kieän coù giaù trò ñieän trôû thay ñoåi tuøy thuoäc vaøo cheá ñoä aùnh saùng chieáu - leân noù. Kyù hieäu, caáu taïo vaø hình daïng cuûa quang trôû nhö hình 8-1 Chaát baùn daãn Cöïc Kim loaïi Chaát caùch ñieän Hình 8-1a: Kyù hieäu Hình 8-1b: Caáu taïo Hình 8-1c: Hình daïng Caáu taïo quang trôû : ñeå cheá taïo quang trôû ngöôøi ta duøng chaát caùch ñieän daøy, roài raõi (trong chaân khoâng) moät lôùp baùn daãn nhaïy saùng moûng (coù ñoä daãn suaát thay ñoåi roõ reät khi coù aùnh saùng chieáu vaøo). Hai ñaàu maï kim loaïi ñeå haøn ñieän cöïc daãn ra ngoaøi . Toaøn boä phieán baùn daãn ñöôïc boïc trong voû kim loaïi hoaëc chaát deûo, coù cöû a soå trong suoát ñeå aùnh saùng coù theå chieáu vaøo phieán baùn daãn. Trang 4-1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Taøi lieäu giaûng daïy moân: Linh kieän Ñieän Töû 2. Hieäu öùng quang aùp vaø diode quang : Hieäu öùng quang aùp : laø hieän töôïng xuaát hieän theá ñieïân ñoäng treân hai cöïc cuûa moái noái a. P– N khi coù aùnh saùng chieáu vaøo. Diode quang : b. Maët nhaä n aùnh saùng Kyù hieäu vaø hình daïng nhö hình veõ PHOTO-DIODE Hình 8-2: Kyù hieäu vaø hình daïng diode quang Diode quang coù caáu taïo gioáng diode thöôøng, nhöng voû boïc caùch ñieän coù caáu truùc sao cho aùnh saùng deã daøng chieáu tröïc tieáp leân beà maët phieán baùn daãn. Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Khi phaân cöïc nghòch diode quang coù doøng ñieän ngöôïc Iosat raát beù ñi qua. Nhöng khi coù taùc duïng cuûa aùnh saùng coù böôùc soùng phuø hôïp chieáu vaøo, thì seõ coù theâm doøng ñieän saùng Io (taïo ra bôûi caùc haït daãn nhôø naêng löôïng photon) chaïy cuøng chieàu vôùi doøng ñieän ngöôïc. Doøng ñieän naøy bieán ñoåi tæ leä vôùi cöôøng ñoä aùnh saùng. Döïa vaøo caùc chuyeån tieáp P –N khaùc nhau : chuyeån tieáp PN coù noäi tröôøng vaø taïo ra diode quang coù noäi tröôøng ; chuyeån tieáp PIN taïo ra diode PIN; chuyeån tieáp tieáp xuùc kim loaïi – baùn daãn taïo ra diode quang Schottky. c. Teá baøo quang ñieän (pin maët trôøi): Kyù hieäu nhö hình veõ PHOTO CELL Khi moái noái PN ñöôïc chieáu saùng thì coù khaû naêng xuaát hieän moät suaát ñieän ñoäng VΦ treân hai cöïc cuûa noù. Ngöôøi ta söû duïng hieäu öùng naøy ñeå bieán ñoåi naêng löôïng aùnh saùng thaønh naêng löôïng ñieän, cung caáp cho caùc thieát bò ñieän. Linh kieän naøy ñöôïc goïi laø teá baøo quang ñieän (pin quang ñieän) Khi cheá taïo nhieàu teá baøo quang ñieän côõ lôùn gheùp vôùi nhau treân dieän tích roäng ñeå tieáp nhaän aùnh saùng maët trôøi hieäu quaû, cung caáp suaát ñieän ñoäng quang coù khaû naêng caáp doøng cho taûi lôùn thì linh kieän naøy ñöôïc goïi laø pin maët trôøi. Trang 4-2 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Taøi lieäu giaûng daïy moân: Linh kieän Ñieän Töû d. Transistor quang : Kyù hieäu nhö hình veõ Trans quang coù caáu taïo 3 mieàn PNP hoaëc NPN nhö caùc BJT thöôøng trong ñoù cöïc beàn B hôû. PHOTO NPN Hình daïng beân ngoaøi khaùc BJT thoâng thöôøng ôû choã treân voû coù cöûa soå trong suoát cho aùnh - saùng chieáu qua. Aùnh saùng qua cöû a soå naøy chieáu leân cöïc B trong BJT. Nguyeân lyù hoaït ñoäng : Ngöôøi ta thay ñoåi cöôøng ñoä aùnh saùng chieáu vaøo cöïc ñeå ñieàu - khieån doøng collector cuûa BJT Khi söû duïng Transistor quang ñöôïc maéc töông töï nhö BJT maéc CE. Ñaëc tuyeán ra töông - töï nhöng chæ khaùc ôû ñaây quang thoâng khoâng ñoùng vai troø thoâng soá ñieàu khieån (thay vì doøng IB). III. LINH KIEÄN BAÙN DAÃN ÑIEÄN - QUANG : Chaát baùn daãn hôïp chaát GaAs laø vaät lieäu chuû yeáu cheá taïo caùc duïng cuï linh kieän baùn daãn phaùt quang. 1. Diode phaùt quang LED (Light emitting diode): Kyù hieäu: LED Diode phaùt quang ñöôïc laøm töø GaAs phaùt ra aùnh saùng hoàng ngoaïi. Ñeå maét thöôøng coù theå nhìn thaáy ñöôïc, ngöôøi ta phaûi cho aùnh saùng hoàng ngoaïi d0 diode phaùt ra ñaäp vaøo chaát phaùt quang. Neáu theâm vaøo GaAs photpho (P) ñeå taïo ra chaát baùn daãn. Ba thaønh phaàn GaAs thì coù theå phaùt ra aùnh saùng nhìn thaáy (ñoû hoaëc vaøng). Hieän nay coøn moät soá nhöõng baùn daãn hôïp chaát khaùc cuõng ñöôïc duøng ñeå cheá taïo caùc diode phaùt quang. Ví duï : GaP, tuøy loaïi taïp chaát pha vaøo chaát baùn daãn naøy maø diode phaùt ra aùnh saùng maøu xanh hoaëc ñoû. Nguyeân lyù hoaït ñoäng : Khi led ñöôïc phaân cöïc thuaän seõ coù doøng ñi qua laøm led phaùt saùng vôùi Vγ ñoû = 1,4 ñeán 1,8 V Vγ vaøng = 2 ñeán 2,5 V Trang 4-3 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Taøi lieäu giaûng daïy moân: Linh kieän Ñieän Töû Vγ xanh laù = 2 ñeán 2,8 V Iled = 5 ñeán 20mA LED 7 ñoaïn : Diode phaùt quang khoâng phaûi chæ ñöôïc cheá taïo rieâng leû töøng chieác maø thöôøng coøn ñöôïc cheá taïo thaønh töøng boä gheùp coù theå taïo thaønh chöõ, soá hoaëc daáu hieän khaùc. Hình thöôùc gheùp ñôn giaûn laø boä hieån thò soá, ñöôïc goïi laø Led 7 ñoaïn. Coù hai loaïi Anode chung vaø Catode chung. Caùc soá töø 0 → 9 ñeàu coù theå hieån thò ñöôïc baèng caùch cho doøng qua caùc led thích hôïp. Doøng thuaän laø 20 mA, ñieän theá thuaän = 1,2 V cho moãi led. Tuy nhieân noù coù nhöôïc ñieåm khaù lôùn laø doøng thieâu tuï lôùn. Vì theá ñeå khaéc phuïc ngöôøi ta duøng boä hieån thò tinh theå loûng. 3. Boä hieån thò tinh theå loûng : Tinh theå loûng bình thöôøng caùc phaàn töû ñöôïc ñònh höôùng moät caùch ngaãu nhieân. Nhöng - caùc phaàn töû ñöôïc ñònh höôùng theo moät maãu tinh theå nhaát ñònh . Khi ñaët moät ñieän tröôøng vaøo tinh theå loûng thì nhöõng phaân töû coù daïng elip seõ saép xeáp theo chieàu vuoâng goùc vôùi ñieän tröôøng nhö hình veõ (a). Khi coù doøng ñieän chaûy qua tinh theå naøy, caùc haït daãn ñieän ñaäp vaøo caùc phaân töû treân, taïo - ra söï saép xeáp trong tinh theå loûng nhö hình (b). Khi chieáu aùnh saùng vaøo tinh theå loûng nhöng chöa coù doøng chaûy qua, aùnh saùng seõ ñi qua - tinh theå laøm maét ta khoâng theå nhìn thaáy ñöôïc gì. Nhöng khi coù doøng ñi qua tinh theå, aùnh saùng seõ bò taùn xaï treân caùc phaân töû cuûa tinh theå loûng (goïi laø taùn xaï doøng) laøm cho phaân töû tinh theå loûng coù doøng ñi qua aùnh saùng choùi leân. Vaät lieäu laøm tinh theå loûng hieän nay chuû yeáu laø caùc hôïp chaát höõu cô coù tính quang hoïc - cuûa moät vaät raén khi vaãn coøn ñang ôû theå dung dòch. Ñeå bieán caùc vaät lieäu tinh theå loûng thaønh caùc duïng cuï hieånt hò thöôøng ngöôøi ta keïp vaät - lieäu tinh theå loûng vaøo giöõa hai kim loaïi trong suoát duøng laøm ñieän cöïc . Neáu hai ñieän cöïc ñeàu laø trong suoát thì ñöôïc goïi laø kieåu phaùt xaï. • Neáu moät ñieän cöïc trong suoát, ñieän cöïc kia phuû moät lôùp phaûn xaï thì ñöôïc goïi laø kieåu • phaûn xaï. Trang 4-4 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Taøi lieäu giaûng daïy moân: Linh kieän Ñieän Töû Nguyeân lyù laøm vieäc : Khi chöa laøm vieäc, aùnh saùng truyeàn qua tinh theå loûng phaùt xaï theo ñöôøng thaúng → - khoâng phaùt saùng. Khi laøm vieäc aùnh saùng truyeàn qua tinh theå loûng bò taùn xaï theo moïi höôùng → do ñoù phaùt - saùng.(4a) Ñoái vôùi kieåu phaûn xaï : khi chöa laøm vieäc do nguoàn saùng ñeå phía tröôùc aùnh saùng seõ phaûn - xaï treân beà maët tinh theå nhö quy luaät phaûn xaï bình thöôøng. Khi laøm vieäc, aùnh saùng chieáu vaøo seõ bò taùn xaï treân caùc phaàn töû cuûa tinh theå neân laøm tinh theå saùng choùi leân, ngay caû ôû ñieàu kieän aùnh saùng beân ngoaøi coù cöôøng ñoä töông ñoái maïnh cuõng coù theå phaân bieät ñöôïc. Vaäy : Baûn thaân tinh theå loûng khoâng phaùt ra aùnh saùng maø noù chæ truyeàn hoaëc phaûn xaï aùnh saùng töø nguoàn saùng beân ngoaøi, vì vaäy noù chæ caàn moät naêng löôïng cung caáp raát nhoû ñuû ñeå laøm xuaát hieän hieäu öùng taùn xaï treân tinh theå. Töông töï led, tinh theå loûng thöôøng ñöôïc gheùp vôùi nhau ñeå taïo thaønh caùc boä hieån thò soá, chöõ hoaëc daáu. Phoå bieán nhaát noù thöôøng ñöôïc gheùp thaønh boä baûy ñoaïn ñeå hieån thò caùc soá töø 0→ 9. Ví duï : Boä hieån thò tinh theå loûng gheùp kieåu 7 ñoaïn TA 8054 nguoàn cung caáp cöïc ñaïi 30V , doøng hoaït ñoäng 125 µA, neáu so vôùi led cuøng loaïi hieån thò caàn khoaûng 500mA IV. BOÄ NGAÃU HÔÏP QUANG ÑIEÄN (OPTRON, OPTOCOUPLER) Boä ngaãu hôïp quang ñieän goàm moät diode phaùt quang vaø moät transistor quang ñöôïc gheùp chung trong cuøng moät voû. Moâi tröôøng heïp xen keõ giöõa 2 linh kieän naøy laø moâi tröôøng truyeàn aùnh saùng. Nguyeân lyù hoaït ñoäng : Khi coù doøng chaïy qua diode phaùt quang phaùt saùng. Aùnh saùng naøy truyeàn qua moâi tröôøng taùc duïng leân cöïc B cuûa transistor quang laøm transistor daãn : doøng collector thay ñoåi theo söï taêng giaûm cuûa cöôøng ñoä aùnh saùng. Ñaëc ñieåm cuûa optron laø hoaøn toaøn caùch ly giöõa ñaàu vaøo vaø ra neân noù hoaøn toaøn caùch ly veà phöông dieän ñieän, neân khoâng coù söï noái tieáp doøng vaø aùp giöõa vaøo vaø ra. Trang 4-5 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Taøi lieäu giaûng daïy moân: Linh kieän Ñieän Töû Trang 4-6 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.