II. HỌC TẬP TẠI XƯỞNG THỰC HÀNH VỀ CÁC NỘI DUNG:NHẬN
2.Diode quang
Mục tiêu
+ Hiểu được nguyên lý cấu tạo làm việc của diode quang + Ứng dụng của diode quang trong mạch điều khiển từ xa
2.1 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.
Hình 4.5: Ký hiệu và hình dạng của diode quang
2.2 Nguyên lý làm việc - Đặc tính của diode quang:
Đối với diode thường khi phân cực thuận thì dòng điện thuận qua diode lớn . Khi phân cực ngược thì dòng điện ngược rất nhỏ qua diode .
Đối với diode quang
- Khi phân cực thuận thì hai trường hợp diode được chiếu sáng hay che tối dòng điện thuận qua diode hầu như không thay đổi.
- Khi phân cực ngược nếu diode được chiếu sáng thì dòng điện ngược tăng lớn hơn nhiều lần khi bị che tối. Dòng điện qua diode bị phân cực ngược sẽ biến đổi một cách tuyến tính với cường độ sáng ( lux) chiếu vào diode
- Trị số điện trở của diode quang trong trường hợp được chiếu sáng và bị che tối. - Khi bị che tối: Rngược = ∞ Ω, Rthuận = rất lớn
- Khi chiếu sáng Rngược = 10 KΩ 100 KΩ, Rthuận = vài trăm Ω.
Hình 4.6: Đặc tính của diode quang
a. Điện áp ngược cực đại VRmax = 30V.
b. Dòng điện ngược khi tối; IR = 2 µA ( 0 lux )
c. Dòng điện ngược khi có ánh sáng IR = 7 µA (100 lux )
d. Tần số làm việc cực đại f = 1 MHz e. Công suất tiêu tán cực đại Pmax = 50 mw
2.3. Mạch điều khiển từ xa dùng diode quang
Diode quang được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động điều khiển theo ánh sáng, báo động cháy, điều khiển từ xa (Remote control )…
Hình 4.7: Mạch điều khiển từ xa dùng diode quang
Hình 4.7 : Khi diode quang bị che tối, transistor không được phân cực nên ngưng dẫn, OP- AMP có điện ápV-
i > V+
i nên Vra = 0V Led không sáng. Khi diode quang được chiếu sáng thì transistor được phân cực thuận nên dẫn điện, OP- AMP có điện áp Vi+> V-
i nên Vra = VCC đèn Led sáng.