QĐT-GK Chương 1/ Định nghĩa lượng tử (quantum) biểu thức lượng lượng tử? Hãy tìm bước sóng photon phát điện tử từ mức lượng 12.09 eV mức lượng 10.2eV • Lượng tử (quantum): đại lượng rời rạc nhỏ thực thể vật lí VD: Photon = Quang tử = hạt ánh sáng • Năng lượng lượng tử = Năng lượng photon : E = hf = hc/ λ Với: h : số Planc, f : tần số, λ : bước sóng ánh sáng, c : vận tốc as Hoặc: E [eV] = 1240 / λ [nm] 2/ Định nghĩa mét chuẩn theo ánh sáng nào? 3/ Phổ ánh sáng thấy được? (tính theo nm) Từ 400nm – 700nm 4/ Định nghĩa góc khối? ứng dụng nó? Góc khối = (Diện tích mặt cầu) / (bình phương bán kính) Với trường hợp, mặt cắt hình tròn Ứng dụng: Đánh giá truyền ánh sáng từ nguồn phát đến nguồn thu 5/ Định nghĩa hệ số hiệu suất K? (chú ý người ta ngầm hiểu ΦR = 90% công suất cần cho nguồn sáng TD: Một bóng đèn tròn 40W phát ΦP = 400 lm ΦR = 0.9 x 40W = 36 W, suy K = 400lm / 36 W = 11 lm/W) K = (Thông lượng trắc quang)/ (Thông lượng xạ) = ΦP/ΦR Thông thường: ΦR = 0.9Pđiện 8/ Các định nghĩa lượng xạ quang năng, cường độ xạ cường độ sáng 9/ Đồ thị cường độ xạ? Các biểu thức cường độ xạ nguồn sáng điểm, Lambert lũy thừa? Quan hệ cường độ xạ thơng lượng? 10/ Định luật bình phương nghịch đảo với nguồn sáng điểm? Người ta đo 40 lm/m2 từ nguồn sáng (đèn tròn) đến chỗ đo m Giá trị E khoảng cách từ nguồn sáng đến điểm cần biết 0.5m? 11/ Định nghĩa OTF độ số NA? Chương 15/ Trình bày cách phân loại vật liệu theo cấu trúc liên kết Các dụng cụ bán dẫn sử dụng cấu trúc liên kết gì? Theo cấu trúc: • Phân loại vật liệu rắn theo cấu trúc: [đơn] tinh thể, đa tinh thể vô định hình • Các dụng cụ bán dẫn thường có cấu trúc: đơn tinh thể Theo liên kết: • Phân loại: KL, ion, đồng hóa trị, Van der Waal Bán dẫn nguyên tố dùng liên kết đồng hóa trị; bán dẫn hợp chất dùng liên kết đồng hóa trị liên kết ion 16 Cách phân loại vật liệu theo khe lượng Trong dụng cụ quang điện tử, người ta thường dùng vật liệu vật liệu sau: Ge, GaAs, Si, InP 17/ Bán dẫn trực tiếp bán dẫn gián tiếp gì? Cho thí dụ • Bán dẩn trực tiếp bán dẫn có dịch chuyển điện tử dải hóa trị dải dẫn khơng có thay đổi momentum Khi từ dải dẫn dải hóa trị sinh photon TD: GaAs • Bán dẩn gián tiếp bán dẫn có dịch chuyển điện tử dải hóa trị dải dẫn có thay đổi momentum Khi từ dải dẫn dải hóa trị sinh phonon TD: Si • 18/ Thế bán dẫn nội tại, bán dẫn loại N bán dẫn loại P? • • B/d nội tại: b/d (số tạp chất p B/d loại P: pha tạp chất có p > n 19/ Nồng độ hạt dẫn n p bán dẫn thuần, bán dẫn loại N bán dẫn loại P? 20/ Ý nghĩa hàm phân bố FermiDirac? Với vật liệu bán dẫn, T = 0K ni = ? 21/ Vị trí mức Fermi EF bán dẫn thuần, bán dẫn loại N bán dẫn loại P? Với bán dẫn có pha tạp chất nồng độ tạp chất ND NA ảnh hưởng EF? 22/ Các chuyển tiếp PN bước p+n pn+ có đặc điểm gì? • Chuyển tiếp PN bước p+n có NA >> ND miền nghèo nằm bên N • Chuyển tiếp PN bước pn+ có ND >> NA miền nghèo nằm bên P 23/ Sự sinh cặp điện tử-lỗ bán dẫn tác động gì? Trong dụng cụ QĐT thường thấy tác động nào? ĐS • Sự sinh cặp điện tử-lỗ tác động: nhiệt năng, [hấp thu] ánh sáng, hạt dẫn có lượng cao va chạm với nguyên tử • Trong dụng cụ QĐT thường thấy tác động hấp thu ánh sáng 24/ Tái hợp xạ tái hợp không xạ thường thấy bán dẫn loại gì? 25/ Tái hợp xạ điện tử-lỗ ngẫu nhiên tái hợp xạ điện tử-lỗ kích thích thấy dụng cụ QĐT nào? 26/ Chuyển tiếp đồng thể chuyển tiếp dị thể gì? Chuyển tiếp dị thể thường dùng dụng cụ nào? BG • Chuyển tiếp đồng thể tạo nên loại vật liệu bán dẫn • Chuyển tiếp dị thể tạo nên loại vật liệu bán dẫn có Eg khác • Với DCQĐT người ta thường dùng chuyển tiếp dị thể cho hiệu cao 27/ Các dụng cụ quang điện tử dụng cụ phát xạ, LED, LASER hoạt động theo nguyên tắc nào? BG • Dụng cụ phát xạ hoạt động theo nguyên tắc hấp thu photon sinh cặp điện tử-lỗ làm ảnh hưởng đến độ dẫn điện • LED hoạt động theo nguyên tắc tái hợp điện tửlỗ có xạ ngẫu nhiên • LASER hoạt động theo nguyên tắc tái hợp điện tử-lỗ có xạ kích thích, photon sinh đồng pha với photon kích thích Chương 28/ Trình bày nguyên tắc hình thành tượng điện quang LED 29/ Cấu tạo nguyên tắc hoạt động LED? BG • Cấu tạo: chuyển tiếp bước PN (thí dụ: pn+) với bán dẫn trực tiếp đóng gói với vật liệu dễ cho ánh sáng phát Để có hiệu người ta dùng chuyển tiếp dị thể kép (DH) • Nguyên tắc hoạt động: Khi đưa phân cực thuận vào chuyển tiếp PN, rào chuyển tiếp nhỏ hơn, có bơm hạt dẫn thiểu số (điện tử vào P lỗ vào N) di chuyển phần chúng tái hợp xạ miềnn nghèo lân cận để tạo nên phát xạ photon 30/ Làm chế tạo LED có màu khác nhau? 31/ Bức xạ phát LED nằm vùng phổ điện từ? 32/ Đặc tuyến Volt-Ampere LED 33/ So sánh LED diode tiếp xúc PN (so sánh với mục: cấu tạo, đặc tính điện dựa tham số đặc tuyến điện áp dẫn, đánh thủng ) Cấu tạo Diode thường Chuyển tiếp pn, pn+, p+n LED Thường chọn chuyển tiếp pn+ dùng bán dẫn trực tiếp chuyển tiếp dị thể để có hiệu suất cao Đóng gói plastics ánh sáng ngồi Nhỏ: Đa số > 1V Điện áp dẫn 0.3V(Ge), (TD: LED đỏ 0.7V(Si) có đ/áp dẫn 2V Nhỏ (VBR Điện áp đánh Lớn thủng tiêu biểu ≤ 5V) Dòng dẫn nhiệt Có nhiều trị Thường nhỏ Tương tự Ảnh hưởng Tương tự nhiệt độ lên nhau đặc tuyến thuận 35/ Liệt kê yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất [chuyển đổi] ngồi ηext LED 41/ Trình bày cách tính mạch lái LED khóa BJT 42/ Tại LED có đáp ứng nhanh so với nguồn sáng thơng thường? 43/ Tại thường phải có điện trở với giá trị thích hợp mắc nối tiếp với LED? Có ta khơng cần điện trở này? 44/ Công suất ánh sáng LED phát tỉ lệ với đại lượng LED? 45/ Hãy nêu thuận lợi bất lợi (trong thuận lợi bất lợi) LED? ĐS Nếu SV nêu thuận lợi bất lợi bảng sau đạt Các thuận lợi LED • Tiết kiệm lượng • Thời gian sống dài • Nguồn sáng lạnh (khơng cần làm nóng) • Khơng ảnh Các bất lợi LED • Để làm nguồn chiếu sáng cần ghép nhiều LED lại • Cần cung cấp áp dòng Để nguồn sáng khơng đổi cần hưởng nhiệt độ lạnh • Có thể điều khiển độ sáng dòng LED • Thân thiện mơi trường dòng • Điện áp ngược nhỏ • Dịch bước sóng (đổi màu) nhiệt độ tăng • Ánh sáng xanh dương hại mắt 46/ Tại dùng LED làm nguồn sáng phát tín hiệu truyền thơng thường sử dụng dòng lái dạng xung? Khi ta phải ý giới hạn với LED? 47/ Hãy vẽ mạch lái LED dòng (3 mạch) 48/ Tại người ta không sử dụng mức cao ngõ IC số thông thường để lái LED sáng? Hãy đề nghị cách khắc phục để dùng LED với IC số thơng thường BG • Người ta không sử dụng mức cao ngõ IC số thơng thường để lái LED sáng dòng danh nh lỳc ú rt thp ( 20àA) Các cách khắc phục để dùng LED với IC số: Dùng mức thấp IC số thông thường lái LED (có dòng ngõ IOL ≈ –20 mA) Dùng IC số ngõ cực thu hở/cực máng hở Dùng IC số có ngõ cấp dòng 51/ Khi sử dụng LED làm nguồn sáng phát tín hiệu ta cần cải thiện cho cường độ sáng mạnh Hãy liệt kê giải pháp khả thi để tăng cường độ sáng LED? ĐS Các giải pháp khả thi để tăng cường độ sáng nguồn sáng dùng LED phát tín hiệu: • Mắc nối tiếp thêm LED • Lái LED dòng xung (điều chế xung) • Dùng thấu kính để hội tụ chùm tia Có thể sử dụng giải pháp kết hợp hay tất cả! ... dụng cụ quang điện tử dụng cụ phát xạ, LED, LASER hoạt động theo nguyên tắc nào? BG • Dụng cụ phát xạ hoạt động theo nguyên tắc hấp thu photon sinh cặp điện tử- lỗ làm ảnh hưởng đến độ dẫn điện •... dụng cụ quang điện tử, người ta thường dùng vật liệu vật liệu sau: Ge, GaAs, Si, InP 17/ Bán dẫn trực tiếp bán dẫn gián tiếp gì? Cho thí dụ • Bán dẩn trực tiếp bán dẫn có dịch chuyển điện tử dải... cặp điện tử- lỗ bán dẫn tác động gì? Trong dụng cụ QĐT thường thấy tác động nào? ĐS • Sự sinh cặp điện tử- lỗ tác động: nhiệt năng, [hấp thu] ánh sáng, hạt dẫn có lượng cao va chạm với nguyên tử