6. Cấu tr c khoá luận
2.2.1. Quang điện trở
Ngày nay, quang điện trở được sử dụng rất nhiều trong các mạch tự động, xác định sáng tối để thực hiện một công việc cụ thể nào đó, nói cách
khác nó như cảm biến ánh sáng. Hiểu rõ hoạt động của quang điện trở sẽ gi p chúng ta tạo ra nhiều mạch ứng dụng vào thực tế.
Hình 2.4
Quang điện trở còn gọi tắt là RDL là loại cảm biến ánh sáng đơn giản, hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong.
Khi có ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn, làm xuất hiện các điện tử tự do, làm sự dẫn điện tăng lên, làm giảm điện trở của chất bán dẫn (nếu có nối vào mạch điện thì mạch sẽ nối tắt, ngắn mạch).
Khi không có ánh sáng chiếu vào, nội trở của chất bán dẫn tăng dần đến vô cùng (nếu có nối vào mạch điện thì sẽ hở mạch).
Nguyên lí hoạt động
Quang điện trở làm bằng chất bán dẫn trở kháng cao, và không có tiếp giáp nào. Trong bóng tối, quang điện trở có điện trở đến vài MΩ. Khi có ánh sáng, điện trở giảm xuống mức một vài trăm Ω.
Hoạt động của quang điện trở dựa trên hiệu ứng quang điện trong khối vật chất. Khi photon có năng lượng đủ lớn đập vào, sẽ làm bật electron khỏi phân tử, trở thành tự do trong khối chất và làm chất bán dẫn thành dẫn điện. Mức độ dẫn điện tuỳ thuộc số photon được hấp thụ.
Tuỳ thuộc chất bán dẫn mà quang trở phản ứng khác nhau với bước sóng photon khác nhau. Quang trở phản ứng trễ hơn điốt quang, cỡ 10ms, nên nó tránh được thay đổi nhanh của nguồn sáng.
Một số vật liệu làm quang điện trở
+ Sunfua cadmi (CdS) và selenua cadmi (CdSe), nhưng tại châu Âu đang cấm dùng cadmi.
+ Sunfua chì (PbS) và indi antimonit (InSb) được sử dụng cho vùng phổ hồng ngoại.
+ Gecu là cảm biến dò hồng ngoại xa tốt nhất, được sử dụng trong thiên văn hồng ngoại và quang phổ hồng ngoại.
Ứng dụng của quang điện trở
Quang điện trở được dùng làm cảm biến nhạy sáng trong các mạch dò sáng tối để đóng cắt đèn chiếu sáng.
Dàn nhạc có guitar điện thì dùng quang trở để nhận biết độ sáng từ dàn đèn màu nhạc để tạo hiệu ứng âm thanh.
Trong thiên văn hồng ngoại và quang phổ hồng ngoại, hợp chất Gecu được chế thành bảng photocell làm cảm biến ảnh.