Mở đầu
Chất bân dẫn ngăy căng được ứng dụng nhiều văo cuộc sống. Ngoăi câc dụng cụ bân dđn điện tử, mă sự hoạt động của nó dựa trín việc thay đổi nồng độ vă sự dịch chuyển của câc hạt tải điện như đê nghiín cứu ở phần trín. Một lĩnh vực hoăn toăn khâc, cực kỳ rộng lớn đang ứng dụng rất hiệu quả, được sử dụng trong nhiều ngănh khoa học khâc nhau, đó lă câc dụng cụ quang điện tử bân dẫn (semiconductor optical device) như quang trở, quang diode, laer bân dẫn...
Câc dụng cụ năy hoạt động dựa trín nguyín lý cơ bản lă điện trở suất của chất bân dẫn giảm khi có ânh sâng thích hợp chiếu văo. Nhờ năng lượng ânh sâng một số liín kết trong tính thể bị phâ vỡ tạo ra câc hạt mang điện tự do nín độ dẫn điện của bân dẫn tăng lín, cịn gọi hiện tượng quang điện nội, đơi khi cịn gọi lă quang dẫn.
Ngoăi ra một hiện tượng khâc của tiếp giâp PN lă ở biín giới hai bín mặt tiếp giâp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút, khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau tạo thănh câc nguyín tử trung hịa. Q trình năy có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ânh sâng, hay câc bức xạ điện từ có bước sóng gần đó.
Như vậy, dụng cụ quang điện tử bân dẫn lă những dụng cụ bân dẫn có khả năng biến năng lượng ânh sâng thănh năng lượng điện vă ngược lại biến năng lượng điện thănh năng lượng ânh sâng.
Mục tiíu của chương
Mục tiíu của chương năy lă tạo điều kiện cho sinh viín:
-Nắm được những khâi niệm cơ bản về quang điện tử bân dẫn như hiệu ứng quang dẫn, hiệu ứng quang âp, hiệu ứng phât quang.
- Hiểu được nguyín lý hoạt động của câc dụng cụ quang điện tử bân dẫn Sau khi học xong chương năy, sinh viín có khả năng:
- Phđn tích được hoạt dộng của câc dụng cụ quang điện tử bân dẫn. - Phđn tích được đặc tuyến của câc dụng cụ quang điện tử bân dẫn - Ứng dụng của chúng trong thực tế.
1. Phđn loại
111
*Dụng cụ quang điện bân dẫn: Hoạt động dựa trín hiện tượng quang dẫn
vă hiệu ứng quang âp. Câc dụng cụ quang điện bân dẫn loại năy biến đổi ânh sâng thănh năng lượng điện như pin mặt trời, hoặc điều chế tín hiệu điện bằng tín hiệu ânh sâng như quang trở, quang transistor, quang duode...Đđy lă nhóm dụng cụ quang bân dẫn được phât triển đầu tiín.
*Dụng cụ điện quang bân dẫn: Cịn gọi lă nguồn bức xạ bân dẫn. Hoạt động dựa trín hiện tượng phât quang. Câc dụng cụ điện quang bân dẫn loại năy biến đổi năng lượng điện thănh năng lượng ânh sâng như diode phât quang LED, laser bân dẫn...
*Dụng cụ bân dẫn kết hợp điện quang: Hoạt động dựa trín cả hai hiện tượng quang trở vă hiện tượng phât quang. Câc dụng cụ loại năy được tạo ra để giúp ta câch ly được tín hiệu giữa tầng trước vă tầng sau, Thường được gọi dưới tín lă bộ ghĩp quang (opto coupler). Nhóm năy mới được phât triển gần đđy.