b) Mạch lọc RC
II.14 CÁC THIẾT BỊ OPTOELECTRONICS
Optoelectronics là cơng nghệ kết hợp điện tử và quang học. Lĩnh vực này bao gồm các thiết bị hoạt động dựa trên tính chất của một tiếp xúc PN. Ví dụ các LED, photodiodes và optocouplers.
a) LED (Light Emitting Diode)
Hình 2-25
Hình 2-25a vẽ một LED nối với nguồn thế qua điện trở RS. Các mũi tên hướng ra ngồi ký hiệu cho ánh sáng phát ra từ LED. Khi phân cực thuận, các electron tự do khi qua mối nối PN bị bắt bởi lỗ trống. Những electron này chuyển từ mức cĩ năng lượng cao về mức năng lượng thấp hơn và vì vậy giải phĩng năng lượng. Đối với diode thường năng lượng này phát ra dưới dạng nhiệt. Nhưng đối với LED, năng lượng giải phĩng dưới dạng các bức xạ ánh sáng. Trong nhiều ứng dụng, LED được dùng thay cho các đèn nêon vì hoạt động ở điện thế thấp, tuổi thọ cao và tắt mở nhanh. Bằng cách dùng các vật liệu khác nhau, nhà máy cĩ thể tạo ra các LED màu đỏ, lục , lơ, vàng, cam hoặc hồng ngoại (khơng nhìn thấy). Các LED phát ra màu thấy được thường dùng trong các bộ chỉ thị như màn hình của máy tính tay, đồng hồ. Các LED hồng ngoại dùng trong các thiết bị báo động, các ổ đĩa CD.
Dịng và thế của LED.
Điện trở RS trên hình 2-25b nhằm hạn chế dịng qua LED khơng vượt qua giới hạn cho phép. Theo định luật Ohm:
Hầu hết các diode thương mại cĩ VD từ 1.5V đến 2.5V với dịng từ 10mA đến 50mA. Giá trị chính xác của thế rơi trên LED phụ thuộc vào dịng qua LED, màu LED và một số yếu tố khác. Trừ khi được chú thích, chúng ta sẽ dùng VD =2V để phân tích các mạch cĩ liên quan đến LED trong giáo trình này.
Thế đánh thủng của LED rất bé, chỉ cỡ 3-5V. LED thường dùng để chỉ thị tình trạng cĩ hay khơng cĩ nguồn của thiết bị và gọi là power LED. Khi đĩ một diode chỉnh lưu được mắc song song ngược với LED để bảo vệ LED khỏi bị đánh thủng khi phân cực ngược.
b) Seven - Segment Display.
Hình 2-26a trình bày một bộ chỉ thị dùng đèn 7 đoạn. Nĩ chứa 7 đoạn LED, đánh số từ A đến G. Mỗi LED là 1 đoạn vì nĩ là 1 thành phần của ký tự mà nĩ chỉ thị. Hình 2-26b là sơ đồ của một bộ chỉ thị 7 đoạn. Các điện trở dùng để hạn chế dịng qua LED. Các LED được nối theo kiểu anode chung (cũng cĩ đèn 7 đoạn nối cathode chung). Bằng cách nối đất một hoặc nhiều điện trở, chúng ta sẽ nhận được các số từ 0 đến 9 và các ký tự như A,b,C,d, E và F.
Hình 2-26: Chỉ thị 7 đoạn