Giáo trình Kỹ thuật điện tử (Phần 2)

àn kín, sau đó đổ tinh thể lỏng vào khoảng giữa hai tấm kính và gắn chặt lại. 
Hai tấm nhựa có tính phân cực ánh sáng được dán bên ngoài hai tấm tính sao cho hình ảnh phản 
chiếu của mặt chỉ thị được nhìn từ một phía nhờ gương phản chiếu. 
Hình 7.11. Cấu tạo LCD 
Ví dụ 7.5: Tại sao LCD có thể thay thế các mặt hiển thị LED, huỳnh quang: 
a. LCD nhìn được tốt khi môt trường xung quanh sáng 
b. LCD có tuổi thọ cao 
c. LCD có cấu tạo đợn giản 
d. Tất cả câu trên đều đúng 
7.4. QUANG ĐIỆN TRỞ (PHOTORESISTOR) 
7.4.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động: 
 Quang điện trở còn gọi là điện trở tùy thuộc ánh sáng LDR (Light Dependent Resistor) 
có trị số điện trở thay đổi theo cường độ ánh sáng chiếu vào quang điện trở. Khi bị che tối thì 
quang điện trở có trị số điện trở rất lớn, khi được chiếu sáng thì điện trở giảm nhỏ. 
 CdS LDR 
Hình 7.12. Hình dạng và kí hiệu của điện trở quang 
 Khi có 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. 
 Quang điện trở có trị số điện trở thay đổi không tuyến tính theo cường độ ánh sáng chiếu 
vào nó. Khi trong bóng tối điện trở quang có trị số khoảng vài chục mega Ohm, khi được chiếu 
sáng quang điện trở có trị số rất nhỏ khoảng vài chục đến vài trăm Ohm. 
7.4.2. Ứng dụng 
 Quang điện trở được sử dụng trong các mạch điều khiển, dùng làm cảm biến nhạy 
sáng trong các mạch dò sáng tối để đóng cắt đèn chiếu sáng 
Ví dụ 7.6: Mạch điều khiển bóng đèn sử dụng quang điện trở 
Chương 7: Linh kiện quang 
Trang 179 
Hình 7.13. Mạch điều khiển bóng đèn dùng quang trở 
Khi trời sáng, LDR có giá trị điện trở nhỏ, Q1 hoạt động, Q2 tắt, đèn LED tắt. 
Khi trời tối, LDR có giá trị điện trở rất lớn, Q1 tắt, Q2 dẫn, đèn LED sáng. 
Ví dụ 7.7: Quang điện trở sử dụng trong mạch báo động 
Hình 7.14. Mạch báo động dùng quang trở 
Chọn câu trả lời đúng cho mạch báo động trên: 
a. Khi trời sáng, SCR dẫn điện, chuông kêu 
b. Khi trời tối, SCR dẫn điện,, chuông kêu 
c. Khi trời tối, SCR tắt, chuông không kêu 
d. Tất cả đều sai. 
7.5. QUANG DIODE (PHOTODIODE) 
7.5.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 
 Quang diode có cấu tạo bán dẫn giống như diode thường nhưng đặt trong vỏ cách điện 
có một mặt là nhựa hay thủy tinh trong suốt để nhận ánh sáng bên ngoài chiếu vào mối nối P-
N của diode, có loại dùng thấu kính hội tụ để tập trung ánh sáng 
Ký hiệu: 
Chương 7: Linh kiện quang 
Trang 180 
Hình dạng: 
Hình 7.15. Hình dạng của quang diode 
 Đối với diode thông thường khi phân cực thuận thì dòng điện thuận qua diode lớn do 
dòng hạt tải đa số di chuyển, khi phân cực nghịch thì dòng điện qua diode rất nhỏ do dòng hạt 
tải thiếu số di chuyển. 
 Qua thí nghiệm cho thấy khi photodiode được phân cực thuận thì hai trường hợp mối 
nối P-N được chiếu sáng hay che tối dòng điện thuận qua diode hầu như không đổi. Ngược lại 
khi bị phân cực nghịch, mối nối P-N được chiếu sáng thì dòng điện nghịch tăng lên lớn hơn 
nhiều lần so với khi bị che tối. Do nguyên lý trên nên diode quang được sử dụng ở trạng thái 
phân cực nghịch trong các mạch điều khiển ánh sáng. 
 Photodiode có đặc tính: rất tuyến tính, ít nhiễu, dãy tần số rộng, nhẹ, có sức bền cơ học 
cao. 
7.5.2. Ứng dụng 
 Photodiode được sử dụng nhiều trong các mạch điều khiển. 
Ví dụ 7.8: Mạch điều khiển bóng đèn sử dụng quang diode 
Hình 7.16. Mạch điều khiển bóng đèn dùng quang diode 
Khi trời sáng, photodiode D1 dẫn làm Q1 dẫn, đèn LED sáng. 
Khi trời tối, photodiode D1 không dẫn làm Q1 tắt, đèn LED tắt. 
Chương 7: Linh kiện quang 
Trang 181 
Ví dụ 7.9: Mạch điều khiển đèn sử dụng quang diode. 
Hình 7.17. Mạch điều khiển bóng đèn dùng quang diode 
Khi trời sáng, photodiode D1 dẫn làm Q1 dẫn, Q2 tắt, đèn LED tắt. 
Khi trời tối, photodiode D1 không dẫn làm Q1 tắt, Q2 dẫn, đèn LED sáng. 
Ví dụ 7.10: 
1. Quang diode được sử dụng ở chế độ phân cực nào 
a. Phân cực thuận 
b. Phân cực nghịch 
c. Quang diode hoạt động ở cả 2 chế độ phân cực tuy nhiên tính chất của quang diode thể 
hiện khi hoạt động ở chế độ phân cực nghịch. 
d. Tất cả đều sai. 
2. Quang diode và LED khác nhau như thế nào. Chọn câu trả lời đúng: 
a. Quang diode là linh kiện thu quang, LED là linh kiên phát quang. 
b. Quang diode được sử dụng ở chế độ phân cực nghịch, LED hoạt động khi được phân 
cực thuận. 
c. Dòng qua quang diode phụ thuộc lượng ánh sáng chiếu vào mối nối P-N, LED phát 
sáng phụ thuộc vào dòng áp giữa 2 đầu, 
d. Cả 3 câu trên đều đúng 
7.6. QUANG TRANSISTOR (PHOTOTRANSISTOR) 
7.6.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 
Quang transistor được coi như gồm một diode quang và một transistor. 
Ký hiệu: 
Quang transistor có quang diode làm nhiệm vụ cảm biến quang điện và transistor làm nhiệm vụ 
khuếch đại. Diode quang được sử dụng ở đây là mối nối P-N giữa cực B và C, vì trong transistor 
khi phân cực cho các chân thì diode BE được phân cực thuận, còn diode BC được phân cực 
Chương 7: Linh kiện quang 
Trang 182 
nghịch. Khi diode BC phân cực nghịch và được chiếu sáng thì dòng điện rỉ ICB sẽ tăng cao hơn 
bình thường nhiều lần. Dòng điện rỉ ICB sẽ trở thành dòng IB và được transistor khuếch đại. 
Đặc điểm của quang transistor: 
- Độ khuếch đại của quang transistor từ 100 đến 1000 và độ khuếch đại không tuyến tính 
theo cường độ ánh sáng chiều vào mối nối. 
- Quang transistor có tốc độ làm việc chậm do tụ điện ký sinh CCB (tụ ký sinh giữa cực C 
và B) gây ra hiệu ứng Miller. 
- Quang transistor có tần số làm việc cao nhất vài trăm Hz, trong khi đó tần số làm việc 
cực đại của quang diode lên đến vài chục Mhz. 
7.6.2. Ứng dụng 
Quang transistor được dùng nhiều trong các mạch điều khiển 
Ví dụ 7.11: Mạch điều khiển role RY dùng quang transistor 
(a) (b) 
Hình 7.18. Mạch điều khiển role RY dùng quang transistor 
Mạch (a): Mạch dùng quang transistor ghép Darlington với transistor công suất để điều khiển 
rờ le RY. Khi được chiếu sáng, transistor quang dẫn làm transistor công suất dẫn cấp điện cho 
rờ le. 
Mạch (b): Khi quang được chiếu sáng thì dẫn điện, tạo sụt áp trên điện trở để phân cực cho cực 
B của transisor công suất làm cho transistor dẫn và cấp điện cho rờ le. 
Hiện nay người ta còn chế tạo ra các loại JFET quang và thyristor quang. 
Ví dụ 7.12: 
1. Quang transistor khác gì với transistor thông thường: 
a. Quang transistor chỉ có 2 cực. 
b. Quang transistor hoạt động phụ thuộc vào ánh sáng chiếu vào cực B của quang 
transistor. 
c. Cả 2 đều đúng. 
d. Cả 2 đều sai. 
2. Quang transistor được sử dụng trong những trường hợp nào: 
a. Dùng trong các mạch điều khiển bằng quang 
b. Khuêch đại tín hiệu với hệ số khuếch đại từ 100-1000 tùy theo cường độ ánh sáng chiếu vào. 
c. Làm việc ở tần số vài trăm Hz 
d. Tất cả đều đúng 
Chương 7: Linh kiện quang 
Trang 183 
7.7. CÁC BỘ GHÉP QUANG (OPTO – COUPLERS) 
7.7.1. Cấu tạo 
 Bộ ghép quang gồm có hai phần là sơ cấp và thứ cấp. Phần sơ cấp là một diode loại 
GaAs phát ra tia hồng ngoại, phần thứ cấp là một transistor quang loại silic. 
Ký hiệu: 
7.7.2. Nguyên lý hoạt động 
 Khi được phân cực thuận, diode phát ra bức xạ hồng ngoại chiếu lên trên mặt của quang 
transistor. Như vậy, tín hiệu điện được sơ cấp là LED hồng ngoại (còn gọi là phần phát) đổi 
thành tín hiệu ánh sáng. Tín hiệu ánh sáng được phần thứ cấp là quang transistor (còn gọi là 
phần nhận) đổi lại thành tín hiệu điện. 
7.7.3. Đặc trưng kỹ thuật 
- Bộ ghép quang được dùng để cách điện giữa hai mạch điện có điện áp cách biệt lớn. Điện áp 
cách điện giữa sơ cấp và thứ cấp thường từ vài trăm volt đến hàng ngàn volt. 
- Bộ ghép quang có thể làm việc với dòng điện một chiều hay tín hiệu xoay chiều có tần số cao. 
- Điện trở cách điện giữa sơ cấp và thứ cấp có trị số rất lớn thường khoảng vài chục đến vài 
trăm MΩ đối với dòng điện một chiều. 
- Hệ số truyền đạt dòng điện là tỉ số phần trăm của dòng điện ra ở thứ cấp IC với dòng điện vào 
ở sơ cấp IF. Đây là thông số quan trọng của bộ ghép quang thường có trị số từ vài chục phần 
trăm đến trăm phần trăm tùy theo bộ ghép quang. 
7.7.4. Ứng dụng 
 Bộ ghép quang được sử dụng nhiều trong các mạch điều khiển. 
Ví dụ 7.13: Mạch ứng dụng của opto transistor để điều khiển động cơ. 
Hình 7.19. Mạch ứng dụng của opto transistor để điều khiển động cơ 
Khi ngõ vào ON, LED tắt, quang transistor không hoạt động, transistor BD139 dẫn làm động 
cơ chuyển động. Khi ngõ vào OFF, LED sáng, quang transistor hoạt động làm transistor BD139 
tắt, động cơ ngưng chuyển động. 
Chương 7: Linh kiện quang 
Trang 184 
Ví dụ 7.14: 
 1. Những trường hợp nào nên sử dụng bộ ghép quang: 
a. Mạch điều khiển những thiết bị có công suất lớn. 
b. Tách biệt mạch điều khiển và thiết bị. 
c. Cả 2 câu đều đúng 
d. Cả 2 câu đều sai 
 2. Những thông số cần quan tâm nhất khi sử dụng bộ ghép quang: 
a. Điện áp cách điện giữa sơ cấp và thứ cấp 
b. Tín hiệu điện sử dụng một chiều hoặc xoay chiều 
c. Điện trở cách điện giữa sơ cấp và thứ cấp 
d. Hệ số truyền đạt dòng điện 
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG 7 
Câu 1: Để các LED sáng bình thường, xác định giá trị của R: 
A. 150Ω 
B. 15Ω 
C. 1,5kΩ 
D. 15kΩ 
Câu 2: Để các LED sáng bình thường, xác định giá trị của R: 
A. 350Ω 
B. 35Ω 
C. 3,5kΩ 
D. 35kΩ 
Câu 3: Để các LED sáng bình thường, xác định giá trị của R: 
A. 1,1kΩ 
B. 110Ω 
C. 11Ω 
D. 11kΩ 
Câu 4: Để các LED sáng bình thường, xác định giá trị của R: 
A. 600Ω 
B. 60Ω 
C. 6Ω 
D. 6kΩ 
LED
LED
R
+5V
LED
LED
R
+9V
LED LEDR
+15V
LED LEDR
+10V
Chương 7: Linh kiện quang 
Trang 185 
Câu 5: Nhận dạng Photodiode: 
A. D1 
B. D2 
C. D3 
D. D4 
Câu 6: Quang diode và LED khác nhau như thế nào. Chọn câu trả lời đúng: 
A. Quang diode là linh kiện thu quang, LED là linh kiên phát quang. 
B. Quang diode được sử dụng ở chế độ phân cực nghịch, LED hoạt động khi được phân 
cực thuận. 
C. Dòng qua quang diode phụ thuộc lượng ánh sáng chiếu vào mối nối P-N, LED phát 
sáng phụ thuộc vào dòng áp giữa 2 đầu, 
D. Cả 3 câu trên đều đúng 
Câu 7: Quang transistor khác gì với transistor thông thường: 
A. Quang transistor chỉ có 2 cực. 
B. Quang transistor hoạt động phụ thuộc vào ánh sáng chiếu vào cực B của quang 
transistor. 
C. Cả 2 đều đúng. 
D. Cả 2 đều sai. 
Câu 8: Quang transistor được sử dụng trong những trường hợp nào: 
A. Dùng trong các mạch điều khiển bằng quang 
B. Khuêch đại tín hiệu với hệ số khuếch đại từ 100-1000 tùy theo cường độ ánh sáng chiếu 
vào. 
C. Làm việc ở tần số vài trăm Hz 
D. Tất cả đều đúng 
Câu 9: Những trường hợp nào nên sử dụng bộ ghép quang: 
A. Mạch điều khiển những thiết bị có công suất lớn. 
B. Tách biệt mạch điều khiển và thiết bị. 
C. Cả 2 câu đều đúng 
D. Cả 2 câu đều sai 
Câu 10: Nhận dạng linh kiện có ký hiệu sau đây: 
A. Quang diode 
B. Quang điện trở 
C. Quang transistor 
D. Opto 
CÂU HỎI CHƯƠNG 7 
1. Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của quang điện trở? 
2. Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của quang diode? 
3. Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của quang transistor? 
4. Bộ ghép quang được sử dụng trong các trường hợp nào? 
5. Hãy kể tên LED sáng, LED tắt trong LED bảy đoạn khi dùng nó hiển thị các chữ số 0, 
1, 2,.., 9. 
6. Hãy kể tên những linh kiện quang điện tử đã học và chia nó ra hai nhóm linh kiện biến 
đổi tín hiệu quang → điện, điện → quang. 
D1 D2 D4D3
Chương 7: Linh kiện quang 
Trang 186 
7. Tính R thích hợp trong các mạch sau để các LED sáng bình thường. 
 (b) 
(c)
Trang 187 
PHỤ LỤC 
CHUẨN KÍ HIỆU LINH KIỆN 
TT Linh kiện 
Ký 
hiệu 
Mô tả trên bản vẽ 
Chuẩn 
IEC 
Chuẩn IEEE 
Chuẩn 
JIC 
 Điện trở - Resistor 
1 
Điện trở 
R 
Resistor 
2 
Biến trở hiệu chỉnh điểm 
tiếp xúc (bước). 
VR 
Resistor with adjustable 
contact. 
3 
Biến trở hiệu chỉnh liên tục 
VR 
Variable resistor; sheostat 
4 
Nhiệt trở 
Rt 
 Thermistor; thermal 
resistor; temperature-
sensing element. 
5 
Nhiệt trở tuyến tính 
VRt 
Linear thermistor 
6 
Nhiệt trở phi tuyến 
VRt 
Nonlinear thermistor 
7 
Nhiệt trở với hệ số nhiệt âm 
VRt 
Thermistor with Negative 
temperature coefficient 
t
o
t
o
t
o
-t
o
Trang 188 
8 
Nhiệt trở với hệ số nhiệt 
dương 
VRt 
Thermistor with Positive 
temperature coefficient 
9 
Quang trở 
Rp 
Photoconductive; 
Photoresistive 
 Tụ điện - Capacitor 
10 
Tụ điện không phân cực 
C 
Unpolarized Capacitor 
11 
Tụ điện có phân cực 
C 
Polarized capacitor 
12 
Biến dung 
C 
Variable capacitor 
 Antenna 
13 
Ăng-ten 
Antenna 
+t
o
Trang 189 
14 
Ăng-ten Dipol 
Dipole antenna 
 Nguồn một chiều – DC source 
12 
Nguồn áp một chiều 
Vdc 
Direct-Current Source, one 
cell battery 
13 
Nguồn áp một chiều dạng 
nối tiếp 
Vdc 
Multi cell Battery 
14 
Nguồn áp xoay chiều 
Vac 
Altenating-Current Source 
15 
Đất 
0 
Ground 
16 
Đất vỏ máy 
Chassis 
17 
Điện áp (đất) tham chiếu 
Ground common 
connection 
 Cuộn dây-Inductor 
18 
Cuộn dây (thông thường) 
Inductor 
Trang 190 
19 
Cuộn dây lõi từ 
L 
Magnetic-core inductor 
20 
Cuộn dây hiệu chỉnh bước 
L 
Adjustable inductor 
21 
Cuộn dây hiệu chỉnh liên 
tục 
L 
Continuously Adjustable 
inductor 
22 
Máy biến áp 
Transformer 
23 
Máy biến áp lõi từ không 
bão hoà 
Nonsaturating Magnetic-
core transformer 
23 
Biến áp tự ngẫu 1 pha 
One phase Autotransformer 
 Linh kiện bán dẫn 
24 
Diode 
D 
Diode 
25 
Diode biến dung, variac 
Capacitive diode; Varactor 
Trang 191 
26 
Diode cảm quang 
D 
Photosensitive Diode 
27 
Diode phát quang (LED) 
D 
Photoemissive Diode; Light 
Emitter Diode 
28 
Diode Zener 
Dz 
Voltage regulator diode; 
Zener 
29 
Diode đường hầm 
Tunnel diode 
30 
Thyristor 
SCR 
Thyristor 
31 
Triac 
Bidirectional triode 
thyristor; Triac 
32 
NPN Transistor 
NPN Transistor 
33 
PNP Transistor 
PNP Transistor 
34 
UJT Loại N 
Unijunction transistor with 
N-type 
35 
UJT Loại P 
Unijunction transistor with 
P-type 
Trang 192 
36 
JFET kênh N 
JFET channel N 
37 
JFET kênh P 
JFET channel P 
38 
MOSFET kênh N liên tục 
MOSFET channel N, 
depletion type 
39 
MOSFET kênh P liên tục 
MOSFET channel P, 
depletion type 
40 
MOSFET kênh N gián 
đoạn 
MOSFET channel N, 
enhancement type 
41 
MOSFET kênh P gián đoạn 
MOSFET channel P, 
enhancement type 
42 
IGBT 
 Insulated Gate Bipolar 
Transistor 
Trang 193 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Bộ môn ĐTVT, Bài giảng Kỹ thuật điện tử, Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cao Thắng, 2017. 
[2]. Bộ môn ĐTVT, Bài giảng Thực tập Kỹ thuật điện tử, Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cao 
Thắng, 2017. 
[3]. GS.TS. Lê Tiến Thường, Mạch điện tử 1, Đại học Bách Khoa TP. HCM, 2012. 
[4]. PGS.TS. Trần Thu Hà, Điện tử cơ bản, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM, 2010. 
[5]. Robert L. Boylestad, and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, 
McGrawHill, 2012.