Tài liệu CHƯƠNG V: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ doc

Hình 17-2: LED baûy ñoaïn catoát chung +Vcc +Vcc Hình17-1: LED baûy ñoaïn anoát chung b d f g ca e a b c d e f g e a b c d f g Hình 17-3 CHƯƠNG V LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ KHÁI NIỆM Linh kiện quang điện tử là những linh kiện cảm biến có đặc tính đổi dạng năng lượng ánh sáng thành dòng điện hay ngược lại đổi dòng điện thành ánh sáng . Những linh kiện có đặc tính đổi từ ánh sáng thành dòng điện như: quang trở, quang diode, quang transistor, tế bào quang điện, quang SCR, quang triac,… ; những linh kiện có đặc tính đổi dòng điện thành ánh sáng là diode phát quang ( Led ), Led hồng ngoại. BÀI 17: MẶT CHỈ THỊ VÀ ĐIỆN TRỞ QUANG I. Mặt chỉ 1.Mặt chỉ thị LED bảy đọan: LED bảy đoạn có loại anốt chung va catốt chung. Hiện nay LED bảy đoạn được dùng nhiều trong các thiết bị chỉ thi số . Hình 17-1 là ký hiệu của LED bảy đoạn có anốt chung, hình 17-2 là ký hiệu của LED bảy đoạn có catốt chung. LED bảy đoạn là tập hợp bởi bảy LED được chế tạo dạng thanh dài sắp xếp như hình 17- 3 và được ký hiệu bằng bảy chữ cái là a, b, c, d, e, f và g. Phần phụ của đèn là một chấm sáng (P) để chỉ dấu phẩy thập phân. Khi cho các thanh sáng với các số lượng và vị trí thích hợp ta có nhũng chữ số từ 0 đến 9 và những chữ cái từ A đến F như hình 17-3. LED bảy đoạn được điều khiển bằng các loại IC giải mã như IC 7447, 7448 họ logic hay 4511, 4513 họ CMOS. 2.Mặt chỉ thị tinh thể lỏng LCD: a.Cấu tạo: LCD là chữ viết tắt bởi Liquid Crytal Display. Tinh thể lỏng dùng trong LCD là những hợp chất hữu cơ có đặc tính Nematic ( các phân tử tinh thể lỏng nằm song song với nhau ); Ở nhiệt độ thấp thì LCD ở trạng thái rắn , khi ở nhiệt độ nóng chảy thì LED chuyển sang trạng thái lỏng. TMC - 143 - R C V CC R B CdS Hình 17-4: Một dạng LCD Hình 17-5: Ký hiệu và hình dạng của quang trở CdS CdS Ký hiệu quantg trở Hoặc Hình dạng quantg trở LUX R Hình 17-6: Đặc tính của quang trở b. Đặc trưng kỹ thuật: - Khoảng nhiệt độ sử dụng :-10 0 C đến +60 0 C - Điện áp : 3V đến 6V ( chuẩn là 4,5V) - Tần số : 30Hz đến 200Hz - Thời gian đóng :40ms - Thời gian ngắt :80ms - Dòng điện tiêu hao 0,2 A µ Một màn LCD bảy đoạn tiêu hao cơng suất khoảng 10 W µ . LCD có cách sắp xếp như LED bảy đoạn có tuổi thọ từ 10.000 giờ đến 100.000 giờ và hiện nay đang được sử dụng thay thế dần các loại LED bảy đoạn. Hình 17-4 là một loại LCD tiêu biểu. II. Điện trở quang (photoresistor) 1. Cấu tạo- ký hiệu- hình dạng:  Quang trở còn được gọi là điện trở tùy thuộc ánh sáng LDR (viết tắt bởi Light Dependen Resiztor ) có trị số thay đổi theo độ sáng chiếu vào quang trở . Khi bị che tối thì quang trở có điện trở rất lớn , khi được chiếu sáng thì điện trở giảm nhỏ .  Quang trở thường chế tạo từ chất sunfua cadminan nên lấy kí hiệu cds, Selenid Cadmium (CdSe) sunfit chì (Pbs)…trong đó loại quang trở Cds có độ nhạy phổ gần như mắt người nên thơng dụng nhất . Chất siliciumnhạy nhất đối với tia hồng ngoại , chất germanium nhạy nhất đối với ánh sáng thấy được và tia tử ngoại.  Quang trở được chế tạo bằng một màn bán dẫn trên nền cách điện nối ra hai đầu kim loại rồi đặt trên một vỏ nhựa, mặt trên có lớp thủy tinh trong suốt để nhận ánh sáng bên ngồi tác động vào . 2. Đặc tính:  Quang trở trở có trị số điện trở thay đổi khơng tuyến tính theo độ sáng chiếu vào nó. Độ chiếu sáng càng mạnh thì điện trở có trị số càng nhỏ và ngược lại.  Điện trở khi bị che tối khoảng vài trăm KΩ đến vài MΩ. Điện trở khi bị chiếu sáng khoảng vài trăm Ω đến vài KΩ.  Quang trở có hai loại: loại sử dụng ánh sáng thường và loại sử dụng ánh sáng hồng ngoại . 3. Ứng dụng: TMC - 144 - Taûi 220 V R CdS C Hình 17-8 Quang trở được sử dụng nhiều trong các mạch điện tử, mạch tự động điều khiển bằng ánh sáng, đóng mở, đèn mờ, bộ cảnh báo lửa. . . .  Hình 14 – 3: Mạch tự động sáng khi trời tối. Khi trời sáng thì cds có trị số điện trở nhỏ nên transistor không dẫn đèn led tắt. Trời tối thì cds có trị số điện trở lớn nên transistor dẫn thì đèn led sáng. Hình 17-7: Mạch tự động sáng khi trời tối.  Hình 17-8: Mạch điều khiển dòng điện qua tải dùng triac, Diac kết hợp với quang trở để tác động theo ánh sáng. Khi cds bị che tối sẽ có trị số điện trở lớn làm điện áp trên tụ C tăng cao đến mức ( khoảng 32 V ) đủ để Diac dẫn điện và Triac được kích dẫn điện cho dòng điện qua tải. Tải ở đây có thể là các loại đèn chiếu sáng lối đi hay chiếu sáng bảo vệ, khi trời tối đèn tự động sáng. Khi trời sáng cds có trị số nhỏ làm điện áp trên tụ nhỏ không đủ để dẫn diac. BÀI 18: DIODE QUANG – LED HỒNG NGOẠI I. DIODE QUANG( PHOTO DIODE ) 1. Cấu tạo – ký hiệu – hình dạng : Có cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn PN như diode thường, nhưng chất bán dẫn ở đây dùng loại có hiệu ứng quang điện cao. Tiếp giáp PN được đặt trong vỏ cách điện có một mặt là nhựa hay thuỷ tinh trong suốt để nhận ánh sáng chiếu vào, có loại dùng thấu kính hội tụ để tập trung ánh sáng. TMC - 145 - . 17-3 CHƯƠNG V LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ KHÁI NIỆM Linh kiện quang điện tử là những linh kiện cảm biến có đặc tính đổi dạng năng lượng ánh sáng thành dòng điện. dòng điện thành ánh sáng . Những linh kiện có đặc tính đổi từ ánh sáng thành dòng điện như: quang trở, quang diode, quang transistor, tế bào quang điện, quang