Quang trở: Khám phá về linh kiện điện tử nhạy cảm với ánh sáng

Bạn có bao giờ tự hỏi về quang trở là gì không? Và tại sao điện trở của nó lại thay đổi theo ánh sáng? Trên thực tế, quang trở (LDR – Light Dependent Resistor) là một linh kiện điện tử đặc biệt, có điện trở phụ thuộc vào ánh sáng mà nó nhận được. Khi ánh sáng chiếu vào quang trở, giá trị điện trở của nó thay đổi theo cách đáng ngạc nhiên. Hãy cùng khám phá về quang trở và nguyên lý hoạt động của nó.

Quang trở: Linh kiện điện tử nhạy cảm với ánh sáng

Quang điện trở, hay còn gọi là điện trở quang, là một linh kiện điện tử đặc biệt. Khi ánh sáng chiếu vào quang trở, điện trở của nó thay đổi. Khi mức độ ánh sáng tăng lên, giá trị điện trở của quang trở giảm đi và ngược lại. Vì vậy, quang trở được coi là tương tự như một “cảm biến ánh sáng” trong mạch điện.

Bạn đang xem: Quang trở: Khám phá về linh kiện điện tử nhạy cảm với ánh sáng

Cấu tạo và ký hiệu quang trở

Quang trở là một loại linh kiện bán dẫn, không có lớp chuyển tiếp P-N. Chúng thường được làm từ một hỗn hợp vật liệu gồm hai nguyên tố thuộc nhóm 3 và nhóm 5 bảng tuần hoàn hóa học Mendeleep, chẳng hạn như Cds (sulfide Cadmium), CdSe (selenide Cadmium), và ZnS.

Xem thêm : Cách dán đèn led dây lên tường

Trong mạch điện, quang trở được ký hiệu bằng biểu tượng LDR, đại diện cho một điện trở được bao quang bằng một vòng tròn. Để biểu thị sự thay đổi theo ánh sáng, ta sử dụng hai mũi tên chiếu vào biểu tượng. Bạn cũng sẽ gặp các ký hiệu này khi học về photodiode và phototransistor.

Nguyên lý hoạt động của quang điện trở

Quang điện trở hoạt động ở chế độ thụ động, tức là khi được chiếu sáng, các hạt dẫn tự do (còn được gọi là quang hạt điện tử hoặc lỗ trống) xuất hiện, tạo ra độ dẫn điện tăng. Điện trở của quang điện trở tăng theo công thức:

∆σ = e (µn∆n + µp∆p)

Trong đó, ∆n và ∆p là độ gia tăng nồng độ khi được chiếu sáng, µn và µp là độ linh động của điện tử và lỗ trống.

Đơn giản mà nói, khi có nhiều ánh sáng chiếu vào quang trở, nồng độ các hạt dẫn tự do tăng lên. Điều này làm cho quang trở hoạt động nhiều hơn, khiến điện trở dẫn điện tốt hơn. Điện trở càng nhỏ thì dẫn điện càng tốt.

Các đặc tính quan trọng của quang điện trở

Xem thêm : Mạch Chuyển Nguồn Tự Động Tích Hợp Quản Lý Sạc Ắc Quy 12V

Quang điện trở có một số đặc tính quan trọng mà chúng ta cần biết:

• Độ dẫn quang điện (σ quang)
• Độ nhạy quang theo bước sóng ánh sáng
• Tốc độ làm việc: thời gian cần thiết cho quang điện trở thay đổi 65% giá trị của nó khi chuyển từ chế độ chiếu sáng sang chế độ tối và ngược lại
• Điện trở lúc tối
• Hệ số nhiệt điện trở của quang điện trở (nhiễu nhiệt độ) là không đổi

Kiểm tra quang điện trở có còn tốt hay không

Để kiểm tra quang điện trở có còn hoạt động tốt hay không, bạn có thể sử dụng một đồng hồ vạn năng hoặc đồng hồ KIM. Chuyển bộ đo của đồng hồ vạn năng về chế độ đo điện trở (thang đo ôm) và đặt hai que đo vào hai chân của quang trở. Khi bạn che đi ánh sáng hoặc sử dụng bất kỳ vật gì để che đi quang điện trở, kim của đồng hồ sẽ lên cao. Ngược lại, khi chiếu sáng vào quang trở, số Ohm đo được sẽ giảm. Bằng cách quan sát sự thay đổi kim trên đồng hồ, bạn có thể biết quang điện trở đó còn hoạt động tốt hay không.

Ứng dụng của quang điện trở

Quang điện trở được sử dụng trong nhiều ứng dụng và thiết kế mạch điện tử khác nhau. Chúng có cấu trúc đơn giản, giá thành thấp và độ bền cao. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của quang điện trở:

• Đồng hồ đo ánh sáng và chụp ảnh
• Tự động tắt mở cửa, mở đèn
• Điều khiển ánh sáng cho đèn đường và nhiều ứng dụng khác

Quang trở là một linh kiện điện tử quan trọng và phổ biến trong thế giới điện tử ngày nay. Bằng cách hiểu về nguyên lý hoạt động và ứng dụng của nó, chúng ta có thể tận dụng những lợi ích mà quang điện trở mang lại trong thiết kế mạch điện tử.

Nguồn: https://cite.edu.vn
Danh mục: Học tập