Khái niệm và phân loại linh kiện quang điện tử – Tài liệu text

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

Source: https://vh2.com.vn
Category : Điện Tử