Svetlo je forma elektromagnetického žiarenia. Elektromagnetické spektrum je rozdelené do mnohých pásiem, z ktorých sa Svetlo zvyčajne vzťahuje na Viditeľné spektrum. Ale vo fyzike sa za svetlo považujú aj gama lúče, röntgenové lúče, mikrovlnné rúry a rádiové vlny. Spektrum viditeľného svetla má vlnové dĺžky v rozmedzí 400-700 nanometrov, ležiace medzi spektrom infračerveného žiarenia a ultrafialovým spektrom. Svetlo nesie energiu vo forme fotónov. Keď tieto fotóny prichádzajú do styku s inými časticami, energia sa prenáša v dôsledku zrážky. Využitím tohto princípu svetla vzniká veľa užitočných produktov ako napr Fotodiódy Boli vyvinuté fotorezistory, solárne panely atď.

Čo je fotorezistor?

Fotorezistor

“ako funguje monitor crt ”

Svetlo má vlnovo-časticovú dualitu. Čo znamená, že svetlo má časticovú aj vlnovú povahu. Keď dopadne svetlo polovodič materiál, fotóny prítomné vo svetle sú absorbované elektrónmi a excitujú sa do vyšších energetických pásiem.

Fotorezistor je typ odporu závislého od svetla, ktorý mení svoje hodnoty odporu na základe dopadajúceho svetla. Tieto fotorezistory majú tendenciu znižovať svoje hodnoty odporu so zvyšovaním intenzity dopadajúceho svetla.

Vystavujú fotorezistory fotovodivosť . V porovnaní s fotodiódami a fototranzistormi ide o menej fotocitlivé zariadenia. Fotorezistivita fotorezistora sa mení so zmenou teploty okolia.

Pracovný princíp

Fotorezistor nemá spojenie P-N ako fotodiódy. Je to pasívna zložka. Sú vyrobené z vysoko odolných polovodičových materiálov.

Keď dopadá svetlo na fotorezistor, fotóny sa absorbujú polovodičovým materiálom. Energia z fotónu je absorbovaná elektrónmi. Keď tieto elektróny získajú dostatok energie na prerušenie väzby, skočia do vodivého pásma. Z tohto dôvodu klesá odpor fotorezistora. S poklesom odporu sa zvyšuje vodivosť.

V závislosti od typu polovodičového materiálu použitého pre fotorezistor sa líši ich rozsah odporu a citlivosť. Pri absencii svetla môže mať fotorezistor hodnoty odporu v megaohmoch. A za prítomnosti svetla sa jeho odpor môže znížiť na niekoľko stoviek ohmov.

Typy fotorezistorov

V závislosti na vlastnostiach polovodičového materiálu použitého na návrh fotorezistora sa tieto delia na dva typy - vonkajšie a vnútorné fotorezistory. Tieto polovodiče reagujú rôzne za rôznych vlnových dĺžok.

Vnútorné fotorezistory sú navrhnuté s použitím jadrového polovodičového materiálu. Tieto vnútorné polovodiče majú svoje vlastné nosiče náboja. V ich vodivom pásme nie sú prítomné žiadne voľné elektróny. Obsahujú otvory vo valenčnom pásme.

Aby sme teda excitovali elektróny prítomné vo vnútornom polovodiči, z valenčného pásma do vodivého pásma, malo by sa zabezpečiť dostatočné množstvo energie, aby mohli prekonať celú priepustnosť. Preto potrebujeme na spustenie zariadenia fotóny s vyššou energiou. Vnútorné fotorezistory sú preto určené na detekciu svetla s vyššou frekvenciou.

Na druhej strane, Vonkajšie polovodiče sa tvoria dopovaním vnútorných polovodičov nečistotami. Tieto nečistoty poskytujú voľné elektróny alebo otvory na vedenie. Tieto voľné vodiče ležia v energetickom pásme bližšie k vodivému pásmu. Teda malé množstvo energie ich môže spustiť, aby skočili do vodivého pásma. Vonkajšie fotorezistory sa používajú na detekciu svetla s vyššou vlnovou dĺžkou a nižšou frekvenciou.

Čím vyššia je intenzita svetla, tým väčší je pokles odporu fotorezistora. Citlivosť fotorezistorov sa mení s vlnovou dĺžkou použitého svetla. Ak nie je k dispozícii dostatočná vlnová dĺžka, zariadenie dostatočne reaguje, zariadenie nereaguje na svetlo. Vonkajšie fotorezistory môžu reagovať na infračervené vlny. Vnútorné fotorezistory dokážu detegovať svetelné vlny s vyššou frekvenciou.

Symbol fotorezistora

Fotorezistor-symbol

“špionážny robot s bezdrôtovou kamerou ”

Fotorezistory sa používajú na indikáciu prítomnosti alebo neprítomnosti svetla. Tiež sa píše ako LDR. Spravidla sú tvorené Cds, Pbs, Pbse atď. ... Tieto zariadenia sú citlivé na zmeny teploty. Takže aj keď je intenzita svetla udržiavaná konštantná, vo fotorezistoroch je vidieť zmenu odporu.

Aplikácie fotorezistora

Odpor fotorezistora je nelineárna funkcia intenzity svetla. Fotorezistory nie sú také citlivé na svetlo ako fotodiódy alebo fototranzistory. Niektoré z aplikácií fotorezistorov sú nasledujúce -

Používajú sa ako svetelné senzory.
Slúžia na meranie intenzity svetla.
Merače nočného svetla a fotografického svetla používajú fotorezistory.
Ich vlastnosť latencie sa používa v audio kompresoroch a pri vonkajšom snímaní.
Fotorezistory nájdete aj v budíkoch, vonkajších hodinách, solárnych pouličných lampách atď.
Infračervená astronómia a infračervená spektroskopia tiež používajú fotorezistory na meranie spektrálnej oblasti v strednej infračervenej oblasti.

Projekty založené na fotorezistoroch

Fotorezistory boli šikovným zariadením pre mnohých fanúšikov. K dispozícii je veľa nových výskumných prác a elektronických projektov založených na fotorezistoroch. Fotorezistory našli nové uplatnenie v lekárskych, zabudovaných a astronomických poliach. Niektoré z projektov navrhnutých pomocou fotorezistora sú nasledujúce -

Fotorezistorový, študentom vyrobený fotometer a jeho použitie pri forenznej analýze farbív.
Integrácia biokompatibilnej organickej odporovej pamäte a fotorezistora pre aplikáciu snímania nositeľného obrazu.
Fotte načasovanie pomocou smartfónu.
Dizajn a implementácia jednoduchého obvodu duálneho riadenia acoustooptic.
Systém na zisťovanie polohy svetelného zdroja.
Mobilný robot sa zapol zvukom a smerovo bol ovládaný externým zdrojom svetla.
Návrh open-source monitorovacieho systému pre termodynamickú analýzu budov a systémov.
Ochranné zariadenie proti prehriatiu.
Zariadenie na detekciu elektromagnetického žiarenia.
Automatická dvojosá solárna kosačka na trávu pre poľnohospodárske účely.
Snímací mechanizmus zákalu vody pomocou LED pre monitorovací systém in-situ.
Svetelná klávesnica indukovaná svetlom je navrhnutá pomocou fotorezistorov.
Nový elektronický zámok využívajúci morzeovku založenú na internete vecí.
Systém pouličného osvetlenia pre inteligentné mestá pomocou fotorezistorov.
Sledovanie intervenčných zariadení MR pomocou počítačom riadených detekovateľných značiek.
Používajú sa v roletách aktivovaných svetlom.
Fotorezistory sa používajú aj na automatické riadenie kontrastu a jasu v televízoroch a smartfónoch.
Na návrh bezdotykových spínačov sa používajú fotorezistory.

Z dôvodu zákazu kadmia v Európe je použitie fotorezistorov Cds a Cdse obmedzené. Fotorezistory možno ľahko implementovať a prepojiť s mikrokontrolérmi.

Tieto zariadenia sú na trhu dostupné ako IC senzory. Sú dostupné ako snímače okolitého svetla, snímače Light to digital, LDR atď. Niektoré z bežne používaných produktov sú svetelný snímač OPT3002, pasívny svetelný snímač LDR atď. Elektrické vlastnosti, technické parametre atď. Modelu OPT3002 nájdete v údajový list poskytnutý texaskými prístrojmi. Môžeme použiť fotorezistory ako alternatívu k fotodiódam? Aký je rozdiel?