Hvad er fotoresistorer, hvordan fungerer de, og hvor bruges de
Grundlæggende koncepter og enhed
En fotoresistor er en halvlederenhed, hvis modstand (hvis det er praktisk - ledningsevne) varierer afhængigt af hvor meget dens følsomme overflade er oplyst. Strukturelt findes i forskellige designs. De mest almindelige elementer i dette design som vist på figuren herunder. I dette tilfælde, for at arbejde under specifikke forhold, kan du finde fotoresistorer indkapslet i et metalhus med et vindue, gennem hvilket lys kommer ind i den følsomme overflade. Nedenfor ser du dets grafiske symbol på diagrammet.
Jeg undre: en ændring i modstand under påvirkning af lysflux kaldes den fotoresistive effekt.
Funktionsprincippet er som følger: Mellem de to ledende elektroder er der en halvleder (vist i rødt på figuren), når halvlederen ikke er tændt - dens modstand er høj, op til flere megohms. Når dette område er oplyst, øges dets ledningsevne kraftigt, og modstanden falder tilsvarende.
Sådanne materialer som cadmiumsulfid, bly-sulfid, cadmium-selenit og andre kan anvendes som en halvleder. Den spektrale egenskab afhænger af materialevalget ved fremstilling af fotoresistor. Med enkle ord - et interval af farver (bølgelængder), når de er oplyst, hvorved modstanden til et element ændres korrekt. Derfor vælger du en fotoresistor, skal du overveje i hvilket spektrum det fungerer. For UV-følsomme elementer skal du f.eks. Vælge de typer udsendere, hvis spektrale egenskaber er velegnede til fotoresistorer. En figur, der beskriver spektralkarakteristikkerne for hvert af materialerne, er vist nedenfor.
Et ofte stillet spørgsmål er "Er der en polaritet i fotoresistoren?" Svaret er nej. Fotoresistorer har ikke et pn-kryds, så det betyder ikke noget i hvilken retning strømmen flyder. Du kan kontrollere fotoresistoren med et multimeter i modstandsmålingstilstand ved at måle modstanden for det oplyste og mørklagte element.
Du kan se en omtrentlig afhængighed af modstand af belysning i nedenstående graf:
Her vises det, hvordan strømmen ændres ved en bestemt spænding afhængigt af lysmængden, hvor Ф = 0 er mørke, og is3 er skarpt lys.Følgende graf viser ændringen i strøm ved konstant spænding, men skiftende belysning:
I den tredje graf ser du afhængigheden af modstand af belysning:
I figuren nedenfor kan du se, hvordan populære fotoresistorer lavet i Sovjetunionen ser ud:
Moderne fotoresistorer, der er vidt brugt i praksis med gør-det-selv-brugere, ser lidt anderledes ud:
Et element er normalt markeret med bogstaver.
Photoresistor Egenskaber
Så fotoresistorer har de vigtigste egenskaber, der er opmærksomme på, når du vælger:
- Mørk modstand. Som navnet antyder er dette fotoresistorens modstand i mørke, det vil sige i fravær af lysstrøm.
- Integreret lysfølsomhed - beskriver et elements respons, ændringen i strøm igennem det til en ændring i lysflux. Målt ved en konstant spænding i A / lm (eller mA, µA / lm). Det betegnes S. S = Iph / F, hvor Iph er lysstrømmen, og F er lysfluxen.
I dette tilfælde er lysstrømmen indikeret. Dette er forskellen mellem den mørke strøm og strømmen for det oplyste element, det vil sige den del, der opstod på grund af fotokonduktivitetseffekten (det samme som den fotoresistive effekt).
Bemærk: mørk modstand er naturligvis karakteristisk for hver specifik model, for eksempel for FSK-G7 - den er 5 MΩ, og den integrerede følsomhed er 0,7 A / lm.
Husk, at fotoresistorer har en bestemt inerti, dvs. dens modstand ændres ikke umiddelbart efter udsættelse for lysflux, men med en lille forsinkelse. Denne parameter kaldes cutoff-frekvensen. Dette er hyppigheden af det sinusformede signal, der modulerer lysstrømmen gennem det element, hvor elementets følsomhed falder med en faktor på 2 (1,41). Komponenternes hastighed ligger normalt inden for titusinder af mikrosekunder (10 ^ (- 5) s). Således er brugen af en fotoresistor i kredsløb, hvor der kræves en hurtig respons, begrænset og ofte uberettiget.
Hvor bruges
Da vi lærte om enheden og parametre for fotoresistorer, lad os tale om, hvorfor det er nødvendigt med specifikke eksempler. Selvom brugen af fotomodstander er begrænset af deres hastighed, er omfanget ikke blevet mindre.
- Twilight relæer. De kaldes også fotorelay - disse er enheder til automatisk at tænde lyset i mørke. Diagrammet nedenfor viser den enkleste version af et sådant kredsløb, på analoge komponenter og et elektromekanisk relæ. Dens ulempe er fraværet af hysterese og den mulige forekomst af rasling ved grænseoverskridende belysningsværdier, som et resultat af hvilket relæet skal skrangle eller tænde eller slukke med svage lyssvingninger.
- Lyssensorer. Ved hjælp af fotoresistorer kan en svag lysstrøm detekteres. Nedenfor er en implementering af en sådan enhed baseret på ARDUINO UNO.
- Alarmer. Sådanne kredsløb bruger primært elementer, der er følsomme over for ultraviolet stråling. Det følsomme element bliver oplyst af emitteren, i tilfælde af en hindring mellem dem, udløses en alarm eller aktuator. For eksempel en drejebane i metroen.
- Sensorer for tilstedeværelsen af noget. For eksempel kan du i trykkeindustrien ved hjælp af fotoresistorer kontrollere brud på papirbåndet eller antallet af ark, der er fodret til udskrivningsmaskinen. Funktionsprincippet ligner det, der er omtalt ovenfor. På samme måde kan mængden af produkter, der er passeret langs transportbåndet, eller dens størrelse (med en kendt hastighed) overvejes.
Vi talte kort om, hvad en fotoresistor er, hvor den bruges, og hvordan den fungerer. Den praktiske brug af elementet er meget bred, derfor er det temmelig vanskeligt at beskrive alle funktionerne i en artikel. Hvis du har spørgsmål - skriv dem i kommentarerne.
Endelig anbefaler vi, at du ser en nyttig video om emnet:
Du ved bestemt ikke:
Indlæser...
