Hva er fotoresistorer, hvordan fungerer de og hvor brukes de

Grunnleggende konsepter og enhet

En fotoresistor er en halvlederenhet hvis motstand (hvis det er praktisk - ledningsevne) varierer avhengig av hvor sterkt dens følsomme overflate blir opplyst. Strukturelt funnet i forskjellige design. De vanligste elementene i denne designen, som vist på figuren nedenfor. Samtidig, for å arbeide under spesifikke forhold, kan du finne fotoresistorer innelukket i et metallhus med et vindu som lys kommer inn i den følsomme overflaten. Nedenfor ser du det grafiske symbolet i diagrammet.

Jeg lurer på: en endring i motstand under påvirkning av lysfluks kalles den fotoresistive effekten.

Operasjonsprinsippet er som følger: mellom de to ledende elektroder er det en halvleder (vist i rødt på figuren), når halvlederen ikke er tent - dens motstand er høy, opptil flere megohms. Når dette området er opplyst, øker dets ledningsevne kraftig, og motstanden synker tilsvarende.

Slike materialer som kadmiumsulfid, blysulfid, kadmiumselenitt og andre kan brukes som halvleder. Spektralkarakteristikken avhenger av materialvalget ved fremstilling av fotoresistor. Med enkle ord - et utvalg av farger (bølgelengder) når de blir opplyst, hvorved motstanden til et element vil endre seg riktig. Derfor velger du en fotoresistor, må du vurdere i hvilket spektrum det fungerer. For UV-følsomme elementer, må du for eksempel velge de typer utsendere hvis spektrale egenskaper egner seg for fotoresistorer. En figur som beskriver spektralkarakteristikkene til hvert av materialene er vist nedenfor.

Et ofte stilte spørsmål er "Finnes det en polaritet i fotoresistoren?" Svaret er nei. Fotoresistorer har ikke et pn-kryss, så det spiller ingen rolle i hvilken retning strømmen flyter. Du kan sjekke fotoresistor med et multimeter i modusen for måling av motstand ved å måle motstanden til det opplyste og mørklagte elementet.

Du kan se en omtrentlig avhengighet av motstand på belysning i grafen nedenfor:

Her vises det hvordan strømmen endres ved en viss spenning avhengig av lysmengden, der Ф = 0 er mørke, og Ф3 er sterkt lys.Følgende graf viser strømforandringen ved konstant spenning, men endrer belysning:

I den tredje grafen ser du avhengigheten av motstand på belysning:

På figuren nedenfor kan du se hvordan populære fotoresistorer laget i Sovjetunionen ser ut:

Moderne fotoresistorer, som er mye brukt i praksis for gjør-det-selv-arbeidere, ser litt annerledes ut:

Et element er vanligvis merket med bokstaver.

Fotoresistor Kjennetegn

Så fotoresistorer har de viktigste kjennetegnene som det tas hensyn til når du velger:

• Mørk motstand. Som navnet tilsier er dette fotoresistorens motstand i mørket, det vil si i fravær av lysstrøm.
• Integrert lysfølsomhet - beskriver responsen til et element, endringen i strøm gjennom det til en endring i lysstrømmen. Målt med en konstant spenning i A / lm (eller mA, µA / lm). Det er betegnet S. S = Iph / F, der Iph er lysstrømmen, og F er lysstrømmen.

I dette tilfellet er lysstrømmen indikert. Dette er forskjellen mellom den mørke strømmen og strømmen til det opplyste elementet, det vil si den delen som oppsto på grunn av fotoledningseffekten (den samme som den fotoresistive effekten).

Note: mørk motstand er selvfølgelig karakteristisk for hver spesifikk modell, for eksempel for FSK-G7 - den er 5 MΩ, og den integrerte følsomheten er 0,7 A / lm.

Husk at fotoresistorer har en viss treghet, det vil si at motstanden ikke endres umiddelbart etter eksponering for lysstrøm, men med en liten forsinkelse. Denne parameteren kalles cutoff-frekvensen. Dette er frekvensen av det sinusformede signalet som modulerer lysstrømmen gjennom elementet hvor følsomheten til elementet avtar med en faktor på 2 (1,41). Komponentenes hastighet ligger vanligvis innenfor titalls mikrosekunder (10 ^ (- 5) s). Dermed er bruken av en fotoresistor i kretsløp der en rask respons er nødvendig, begrenset, og ofte uberettiget.

Hvor brukes

Når vi lærte om enheten og parametrene til fotoresistorer, la oss snakke om hvorfor det er nødvendig med spesifikke eksempler. Selv om bruken av fotomotstander er begrenset av hastigheten, har omfanget ikke blitt mindre.

1. Skumringsreléer. De kalles også fotorelay - dette er enheter for automatisk å slå på lyset i mørket. Diagrammet nedenfor viser den enkleste versjonen av en slik krets, på analoge komponenter og et elektromekanisk relé. Dens ulempe er fraværet av hysterese og den mulige forekomsten av rasling ved grenseoverskridende belysningsverdier, som et resultat av at reléet vil rasle eller slå av eller på med svake lyssvingninger.
2. Lyssensorer. Ved bruk av fotoresistorer kan en svak lysstrøm oppdages. Nedenfor er en implementering av en slik enhet basert på ARDUINO UNO.
3. Alarm. Slike kretsløp bruker primært elementer som er følsomme for ultrafiolett stråling. Det følsomme elementet blir opplyst av senderen, i tilfelle en hindring mellom dem, utløses en alarm eller aktuator. For eksempel en turnstile i T-banen.
4. Sensorer for tilstedeværelsen av noe. For eksempel kan du i utskriftsindustrien ved hjelp av fotoresistorer kontrollere brudd på papirbåndet eller antall ark som mates til utskriftsmaskinen. Operasjonsprinsippet ligner det som er diskutert ovenfor. På samme måte kan mengden produkter som har passert langs transportbåndet, eller størrelsen (med kjent hastighet) vurderes.

Vi snakket kort om hva en fotoresistor er, hvor den brukes og hvordan den fungerer. Den praktiske bruken av elementet er veldig bredt, derfor er det ganske vanskelig å beskrive alle funksjonene i en artikkel. Hvis du har spørsmål, skriv dem i kommentarene.

Til slutt anbefaler vi å se en nyttig video om emnet:

Du vet absolutt ikke:

• Hvordan lage et foto stafett gjør det selv
• Hvordan koble en bevegelsessensor for belysning
• Hva er en motstand og hva er den for?