CHƯƠNG V: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ

- CH ƯƠ NG V LINH KI N QUANG ĐI N T Ệ Ệ Ử.
- Linh ki n quang đi n t là nh ng linh ki n c m bi n cĩ đ c tính đ i d ng năng ệ ệ ử ữ ệ ả ế ặ ổ ạ l ượ ng ánh sáng thành dịng đi n hay ng ệ ượ ạ ổ c l i đ i dịng đi n thành ánh sáng .
- Nh ng linh ki n cĩ đ c tính đ i t ánh sáng thành dịng đi n nh : quang tr , quang ữ ệ ặ ổ ừ ệ ư ở diode, quang transistor, t bào quang đi n, quang SCR, quang triac.
- nh ng linh ki n ế ệ ữ ệ cĩ đ c tính đ i dịng đi n thành ánh sáng là diode phát quang ( Led.
- Led h ng ngo i.
- BÀI 17: M T CH TH VÀ Ặ Ỉ Ị ĐI N TR QUANG Ệ Ở.
- Th i gian đĩng :40ms ờ - Th i gian ng t :80ms ờ ắ - Dịng đi n tiêu hao 0,2 ệ µ A.
- Đi n tr quang (photoresistor) ệ ở.
- Ch t ụ ấ ấ siliciumnh y nh t đ i v i tia h ng ngo i , ch t germanium nh y nh t đ i ạ ấ ố ớ ồ ạ ấ ạ ấ ố v i ánh sáng th y đ ớ ấ ượ c và tia t ngo i.
- Đ chi u sáng càng m nh thì ộ ế ạ đi n tr cĩ tr s càng nh và ng ệ ở ị ố ỏ ượ c l i.
- Đi n tr khi b che t i kho ng vài trăm ệ ở ị ố ả KΩ đ n vài MΩ.
- Đi n tr khi b chi u ế ệ ở ị ế sáng kho ng vài trăm Ω đ n vài KΩ.
- Quang tr cĩ hai lo i: lo i s d ng ánh ở ạ ạ ử ụ sáng th ườ ng và lo i s d ng ánh sáng ạ ử ụ h ng ngo i .
- Hình 17-8: M ch đi u khi n dịng đi n qua ạ ề ể ệ t i dùng triac, Diac k t h p v i quang tr đ tác ả ế ợ ớ ở ể đ ng theo ánh sáng.
- Khi cds b che t i s cĩ tr s ộ ị ố ẽ ị ố đi n tr l n làm đi n áp trên t C tăng cao đ n ệ ở ớ ệ ụ ế m c ( kho ng 32 ứ ả V ) đ đ Diac d n đi n và Triac ủ ể ẫ ệ đ ượ c kích d n đi n cho dịng đi n qua t i.
- BÀI 18: DIODE QUANG – LED H NG NGO I Ồ Ạ.
- C u t o – ký hi u – hình d ng ấ ạ ệ ạ.
- Lỗ nhận ánh sáng.
- Đ i v i diode th ố ớ ườ ng khi phân c c thu n thì dịng đi n thu n qua diode ự ậ ệ ậ l n .
- Khi phân c c ng ớ ự ượ c thì dịng đi n ng ệ ượ ấ c r t nh qua diode .
- Đ i v i diode quang : ố ớ.
- Khi phân c c thu n thì hai tr ự ậ ườ ng h p diode đ ợ ượ c chi u sáng ế hay che t i dịng đi n thu n qua diode h u nh khơng thay đ i.
- Khi phân c c ng ự ượ c n u diode đ ế ượ c chi u sáng thì dịng đi n ế ệ ng ượ c tăng l n h n nhi u l n khi b che t i.
- Dịng đi n qua diode b phân ớ ơ ề ầ ị ố ệ ị c c ng ự ượ c s bi n đ i m t cách tuy n tính v i c ẽ ế ổ ộ ế ớ ườ ng đ sáng ( lux) ộ chi u vào diode ế.
- Tr s đi n tr c a diode quang trong tr ị ố ệ ở ủ ườ ng h p đ ợ ượ c chi u sáng và b ế ị che t i.
- Dịng đi n ng ệ ượ c khi t i.
- Dịng đi n ng ệ ượ c khi cĩ ánh sáng I R = 7 µA (100 lux.
- Ứ ng d ng ụ.
- LED H NG NGO I Ồ Ạ.
- Led h ng ngo i đ ồ ạ ượ c vi t t t b i IR Led (Infra Red Led.
- hay cịn g i là ngu n ế ắ ở ọ ồ phát ra tia h ng ngo i (Infra Red Emitters.
- Led h ng ngo i đ ồ ạ ồ ạ ượ c ch t o b ng ch t ế ạ ằ ấ Asenic – Galium (GaAs).
- Led h ng ngo i cĩ đ i s ng hko ng 100.000 gi ( kho ng 11 n ăm.
- Dịng đi n thu n I ệ ậ f = vài ch c mA đ ụ ế n v ài trăm mA - Cơng su t c c đ i :Pmax = vài trăm mW.
- D ướ i đây là hai lo i Led h ng ngo i tiêu bi u v i các giá tr thơng s k thu t: ạ ồ ạ ể ớ ị ố ỹ ậ Hình 18-4: Ký hi u và hình dáng c a Led h ng ngo i ệ ủ ồ ạ.
- Ứ ng d ng: ụ.
- Ng ườ i ta cĩ th dùng quang đi n tr , photo transistor, photo diode đ thu sĩng ể ệ ở ể h ng ngo i.
- Led h ng ngo i cĩ th dùng rong m ch thu phát âm thanh, truy n tin, đi u khi n t ồ ạ ể ạ ề ề ể ừ xa..
- @M ch phát và m ch thu dùng led h ng ngo i: ạ ạ ồ ạ a.
- M ch phát ra tia h ng ngo i cĩ t n s kho ng 10kHz, xung ra d ng vuơng, cĩ dịng ạ ồ ạ ầ ố ả ạ trung bình kho ng 50mA.
- Led h ng ngo i phát ra tia ấ ạ ọ ộ ồ ạ h ng ngo i.
- S đ nguyên lý máy phát tia h ng ngo i trên cĩ b ơ ồ ồ ạ ướ c sĩng kho ng 850mm.
- LD1 ả là LED phát h ng ngo i.
- B đa hài Q1, Q2 phát xung vuơng cĩ t n s kho ng 10kHz đ ồ ạ ộ ầ ố ả ể kích Q3 h at đ ng đi u ch sĩng h ng ngo i.
- Khi cĩ tín hi u h ng ngo i Q4 d n bão hịa và SCR t t.
- Khi cĩ k gian đi qua khu v c làm che khu t tia h ng ngo i t m ch phát chi u đ n ẻ ự ấ ồ ạ ừ ạ ế ế m ch thu làm cho m ch thu m t tín hi u, Q4 m t đi n áp nên t t, c ng G c a SCR lúc ạ ạ ấ ệ ấ ệ ắ ổ ủ này r t d ấ ươ ng nên d n và c p ngu n cịi báo đ ng.
- C m i l n đ ặ ồ ứ ỗ ầ ồ v t ch y ngang t m che khu t tia h ng ngo i là m t l n báo chuơng.
- BÀI 19: T BÀO QUANG ĐI N (PHOTOCELL) Ế Ệ.
- T bào quang đi n g m hai lo i: ế ệ ồ ạ.
- Khi t bào quang đi n làm vi c ch đ quang đi n tr g i là diode quang ế ệ ệ ở ế ộ ệ ở ọ ( photo diode.
- N i hai c c c a diode v i 1 đi n tr m ch ng i R ố ự ủ ớ ệ ở ạ ồ t (Hình 19-02a) su t ấ đi n đ ng E ệ ộ Þ s duy trì dịng đi n I ẽ ệ Þ xoay chi u qua m ch.
- Trong tr ề ạ ườ ng h p này diode quang đi n đã bi n đ i tr c ti p năng l ợ ệ ế ổ ự ế ượ ng ánh sáng thành năng l ượ ng đi n.
- Thơng th ườ ng m i pin m t tr i cho đi n th kho ng 0,4 ỗ ặ ờ ệ ế ả V  0,5 V.
- III- ng d ng: Ứ ụ.
- Khi quang transistor ấ ạ đ ượ c chi u sáng s d n đi n t o s t áp trên đi n tr R đ phân c c cho B ế ẽ ẫ ệ ạ ụ ệ ở ể ự c c transistor cơng su t lo i PNP d n đi n c p đi n cho r le ự ấ ạ ẫ ệ ấ ệ ơ.
- Đ ng h ánh sáng ( quang k.
- Đ khu ch đ i cũng tuy n tính nh ng cĩ t l ế ạ ở ả ộ ế ạ ế ư ỷ ệ bình ph ươ ng v i c ớ ườ ng đ chi u sáng.
- Nguyên t c ho t đ ng c a SCR quang gi ng nh SCR th ắ ặ ộ ủ ố ư ườ ng nh ng tín ư hi u đi u khi n là tín hi u quang.
- Khi c ệ ề ể ệ ườ ng đ tín hi u quang tăng, thì ộ ệ V AK gi m.
- Đ nh y c a SCR quang tùy thu c vào đi n áp thu n, nhi t đ và c u ộ ạ ủ ộ ệ ậ ệ ộ ấ trúc c a no.ù Đ SCR quang càng nh y, c u trúc c a nĩ càng nh và ủ ể ạ ấ ủ ỏ m ng do đĩ ch làm vi c v i đi n áp th p và dịng đi n nh , SCR quang ỏ ỉ ệ ớ ệ ấ ệ ỏ đ ượ c dùng đ đi u khi n SCR cơng su t và cĩ th đ t n i cĩ đi n th ể ề ể ấ ể ặ ở ơ ệ ế.
- BÀI 22: CÁC B GHÉP QUANG ( OPTO - COUPLERS ) Ộ.
- Đ t o s cách đi n gi a m ch đi u khi n và m ch cơng su t ể ạ ự ệ ữ ạ ề ể ạ ấ cĩ s khác bi t l n v đi n th ng ự ệ ớ ề ệ ế ườ i ta ch t o ra các b ghép quang.
- B ghép quang g m hai ph n g i là s c p và th c p, ph n s c p là m t diode ộ ồ ầ ọ ơ ấ ứ ấ ầ ơ ấ ộ lo i GaAs phát ra tia h ng ngo i, ph n th c p là m t quang transistor lo i silic.
- ạ ồ ạ ầ ứ ấ ộ ạ Khi phân c c thu n, diode phát ra b c x h ng ngo i chi u lên m t c a quang ự ậ ứ ạ ồ ạ ế ặ ủ transistor..
- B ghép quang ho t đ ng theo nguyên lý: Tín hi u đ ộ ạ ộ ệ ượ c s c p là led h ng ơ ấ ồ ngo i ( cịn g i là ph n phát) đ i thành tín hi u ánh sáng .
- Tín hi u ánh sáng đ ạ ọ ầ ổ ệ ệ ượ c ph n th c p là quang transistor ( cịn g i là ph n nh n ) đ i thành tín hi u đi n.
- Hình 22-01: Sơ đồ nguyên lý bộ ghép quang 1.
- B ghép quang dùng đ cách đi n gi a hai m ch đi n cĩ đi n th cách ộ ể ệ ữ ạ ệ ệ ế bi t l n.
- Đi n th cách đi n gi a s c p và th c p th ệ ớ ệ ế ệ ữ ơ ấ ứ ấ ườ ng t vài trăm ừ Volt đ n hàn g ngàn Volt.
- B ghép quang cĩ th làm vi c v i dịng đi n m t chi u hay tín hi u ộ ể ệ ớ ệ ộ ề ệ xoay chi u cĩ t n s khá cao.
- Đi n tr cách đi n gi a s và th c p cĩ tr s r t l n th ệ ở ệ ữ ơ ứ ấ ị ố ấ ớ ườ ng kho ng ả vài ch c đ n trăm MΩ đ i v i dịng đi n m t chi u.
- H s truy n đ t dịng đi n ( current transfer Ratio ) là t s ph n trăm ệ ố ề ạ ệ ỉ ố ầ c a dịng đi n ra th c p I ủ ệ ở ứ ấ C v i dịng vào s c p I ớ ở ơ ấ F .
- Đây là thơng s quang tr ng nh t c a b ghép quang th ố ọ ấ ủ ộ ườ ng cĩ tr s t vài ch c ị ố ừ ụ ph n trăm đ n vài trăm ph n trăm tuỳ thu c lo i b ghép quang.
- Các b ghép quang: ộ.
- 1-B ghép quang transistor ộ ( OPTO – Transistor.
- Th c p c a b ghép quang này là photo transistor lo i silic.
- Đ i v i b ứ ấ ủ ộ ạ ố ớ ộ ghép quang transistor cĩ 4 chân thì transistor khơng cĩ c c B, tr ự ườ ng h p b ghép quang ợ ộ transistor cĩ 6 chân thì c c B đ ự ượ c n i ra ng i nh hình 22-2b.
- B ghép quang khơng cĩ c c B cĩ 1 l i đi m là h s truy n đ t l n, tuy ộ ự ợ ể ệ ố ề ạ ớ nhiên lo i này cĩ nh ạ ượ c đi m là đ n đ nh nhi t kém.
- N u n i gi a c c B và E m t đi n tr thì các b ghép quang transistor là ế ố ữ ự ộ ệ ở ộ b ghép quang khá n đ nh v i nhi t đ nh ng h s truy n đ t l i b gi m sút.
- 2- B ghép quang v i quang Darlington – Transistor ộ ớ.
- B ghép quang v i quang Darlington – Transistor cĩ nguyên lý nh b ộ ớ ư ộ ghép quang v i quang Transistor nh ng v i h s truy n đ t l n h n vài trăm l n nh ớ ư ớ ệ ố ề ạ ớ ơ ầ ờ tính ch t khu ch đ i dịng c a m ch darlington.
- B ghép quang này cĩ nh ộ ượ c đi m là b nh h ể ị ả ưở ng b i nhi t đ r t l n ở ệ ộ ấ ớ nên th ườ ng đ ượ c ch t o cĩ đi n tr n i gi a chân B và E c a Transisitor sau đ n ế ạ ệ ở ố ữ ủ ể ổ đ nh nhi t.
- Thí d m t vài thơng s đ c tr ng c a các b ghép quang transisitor.
- I F = 10 mA + h s truy n đ t dịng đi n 100.
- I F = 10 mA - h s truy n đ t dịng đi n 500.
- B ghép quang Thyristor cĩ c u t o bán d n nh hình 22-4 g m cĩ m t quang ộ ấ ạ ẫ ư ồ ộ doide và 2 transistor ghép theo nguyên lý c a SCR.
- Khi cĩ ánh sáng h ng ngo i do Led s c p chi u vào quang diode thì s cĩ ồ ạ ở ơ ấ ế ẽ dịng I B c p cho Transistor NPN và khi Transistor NPN d n thì s đi u khi n Transistor ấ ẫ ẽ ề ể PNP d n đi n.
- 4- B ghép quang v i quang Triac ( OPTO – Triac ) ộ ớ.
- Các lo i OPTO – couplers cĩ dịng đi n s c p cho Led h ng ngo i ạ ệ ở ơ ấ ồ ạ kho ng 10 mA.
- Đ i v i OPTO- Transistor khi thay đ i tr s dịng đi n qua Led h ng ả ố ớ ổ ị ố ệ ồ ngo i s c p s làm thay đ i dịng đi n ra I ạ ở ơ ấ ẽ ổ ệ C c a photo Transistor th c p.
- OPTO – Couplers cĩ th dùng đ thay cho r le hay bi n áp xung đ giao ể ể ơ ế ể ti p v i t i th ế ớ ả ườ ng cĩ đi n áp cao và dịng đi n l n.
- ể ắ Khi ngõ ra c a m ch logic cao (g n 5V) đèn Led c a n i ủ ạ ở ầ ủ ố quang 4N25 t t, quang transitor ng ng d n , dịng đi n t ngu n +24V qua 22K và ắ ư ẫ ệ ừ ồ vào c c b transistorT ự 1 làm T 1 d n kéo theo T ẫ 2 d n và đèn Đ sáng.
- Quang transitror d n khơng ạ ấ ầ ủ ố ẫ cho dịng đi n t ngu n +24V vào T ệ ừ ồ 1 nên T 1 ng ng d n kéo theo T ư ẫ 2 ng ng d n và ư ẫ đèn Đ t t.
- Quang transistor trong b ghép quang đ ơ ộ ượ c ghép Darlington v i transistor cơng ớ su t bên ng i, khi Led h ng ngo i s c p đ ấ ồ ồ ạ ở ơ ấ ượ c c p ngu n 5V thì thì quang Transistor ấ ồ d n đi u khi n Transistor cơng su t d n đ c p đi n cho r le R ẫ ề ể ấ ẫ ể ấ ệ ơ Y .
- Đi n tr 390 ohm đ ệ ở ể gi i h n dịng qua Led h ng ngo i kho ng 10mA.
- V phía đi u khi n ấ ấ ả ạ ộ ở ồ ệ ề ề ể transitor 2N222 b o v khơng cho dịng quá l n qua Led c a n i quang : khi dịng qua ả ệ ớ ủ ố Led l n do đi n th đi u khi n l n thì đi n th c a c c B transitor cũng l n làm ớ ệ ế ề ể ớ ệ ế ủ ự ớ transitor d n chia x b t dịng đi n v i Led.
- C u t o, ký hi u, ng d ng c a đi n tr quang ? ấ ạ ệ ứ ụ ủ ệ ở.
- Ứ ng d ng c a led h ng ngo i? ụ ủ ồ ạ.
- Cho bi t các đ c tr ng k thu t c a các b ghép quang ? ế ặ ư ỹ ậ ủ ộ.
- Nêu ng d ng c a các b ghép quang? Phân tích nguyên lý ho t đ ng các ứ ụ ủ ộ ạ ộ m ch đi n ng d ng c a b ghép quang? ạ ệ ứ ụ ủ ộ

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt