0.7 Linh kiện quang điện tử

ÁNH SÁNG.

Sóng vô tuyến trong hệ thống truyền thanh, truyền hình, ánh sánh phát ở đèn tia X trong y khoa… Tuy có các công dụng khác nhau nhưng lại có chung một bản chất và được gọi là sóng điện từ hay bức xạ điện từ. Điểm khác nhau cơ bản của sóng điện từ là tần số hay bước sóng. Giữa tần số và bước sóng liên hệ bằng hệ thức $\lambda =\frac{c}{f}$

Trong đóc là vận tốc ánh sáng = 3.108m/s

f là tần số tính bằng Hz

Bước sóng  tính bằng m. Ngoài ra người ta thường dùng các ước số:

m = 10-6m ; nm = 10-9m và Amstron = Å = 10-10m

Sự khác biệt về tần số dẫn đến một sự khác biệt quan trọng khác là ta có thể thấy được sóng điện từ hay không. Mắt người chỉ thấy được sóng điện từ trong một dải tần số rất hẹp gọi là ánh sáng thấy được hay thường gọi tắt là ánh sáng. Về phía tần số thấp hơn gọi là bức xạ hồng ngoại (infrared) và phía tần số cao hơn gọi là bức xạ tử ngoại (ultraviolet).

Ta chỉ có thể thấy được bức xạ có tần số khoảng 4.10-14Hz (tức bước sóng 750nm) đến tần số khoảng 7,8.1014Hz (tức bước sóng khoảng 380nm)

Hồng ngoại(=750nm)4.1014HzTử ngoại(=380nm)7,8.1014Hz

Trong vùng ánh sáng thấy được, nếu chỉ có một khoảng ngắn của dải tần số nói trên thì cảm giác của mắt ghi nhận được 7 màu:

Chú ý là giới hạn trên chỉ có tính cách tương đối. Sự khác nhau về tần số lại dẫn đến một sự khác biệt quan trọng nữa đó là năng lượng bức xạ. Năng lượng bức xạ tỉ lệ với tần số theo công thức: E=h.f với h: hằng số planck = 6,624.10-34J.sec

Như ta thấy, biên độ trung bình của phổ được gọi là cường độ sáng và được đo bằng đơn vị footcandles. Thí dụ nguồn sáng là một bóng đèn tròn, thì ở một điểm càng xa nguồn, cường độ sáng càng yếu nhưng số lượng ánh sáng tỏa ra trong một góc khối (hình nón) là không đổi và được gọi là quang thông. Đơn vị của quang thông là Lumens (Lm) hay Watt.

1 Lm = 1,496.10-10 watt

Đơn vị của cường độ ánh sáng là foot-candles (fc), Lm/ft2 hay W/m2. Trong đó:

1 Lm/ft2 = 1 fc = 1,609.10-12 W/m2

Quang điện trở (photoresistance).

Hình dạngKý hiệuHình 1Là điện trở có trị số càng giảm khi được chiếu sáng càng mạnh. Điện trở tối (khi không được chiếu sáng - ở trong bóng tối) thường trên 1M, trị số này giảm rất nhỏ có thể dưới 100 khi được chiếu sáng mạnh

Nguyên lý làm việc của quang điện trở là khi ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn (có thể là Cadmium sulfide – CdS, Cadmium selenide – CdSe) làm phát sinh các điện tử tự do, tức sự dẫn điện tăng lên và làm giảm điện trở của chất bán dẫn. Các đặc tính điện và độ nhạy của quang điện trở dĩ nhiên tùy thuộc vào vật liệu dùng trong chế tạo.

Điện trở 0fc1000100001050,1101001000Hình 2

Về phương diện năng lượng, ta nói ánh sáng đã cung cấp một năng lượng E=h.f để các điện tử nhảy từ dãi hóa trị lên dãi dẫn điện. Như vậy năng lượng cần thiết h.f phải lớn hơn năng lượng của dãi cấm.

Vài ứng dụng của quang điện trở: