Fotodirençler nedir, nasıl çalışırlar ve nerede kullanılırlar
Temel kavramlar ve cihaz
Bir fotodirenç, direnci (uygunsa - iletkenlik) hassas yüzeyinin ne kadar güçlü aydınlandığına bağlı olarak değişen yarı iletken bir cihazdır. Yapısal olarak çeşitli tasarımlarda bulunur. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi bu tasarımın en yaygın unsurları. Aynı zamanda, belirli koşullarda çalışmak için, ışığın hassas yüzeye girdiği bir pencereye sahip metal bir kasaya yerleştirilmiş fotodirençleri bulabilirsiniz. Aşağıda şemada grafik sembolünü görüyorsunuz.
Ben merak: ışık akısının etkisi altında dirençteki bir değişime foto dirençli etki denir.
Çalışma prensibi şu şekildedir: iki iletken elektrot arasında, yarı iletken yanmadığında bir yarı iletken (şekilde kırmızı olarak gösterilmiştir) vardır - direnci birkaç megagoma kadar yüksektir. Bu alan aydınlandığında, iletkenliği keskin bir şekilde artar ve direnç buna göre azalır.
Kadmiyum sülfür, kurşun sülfür, kadmiyum selenit ve diğerleri gibi malzemeler yarı iletken olarak kullanılabilir. Spektral karakteristik, fotodirenç imalatında malzeme seçimine bağlıdır. Basit bir deyişle - aydınlatıldığında, bir elemanın direncinin doğru bir şekilde değişeceği bir dizi renk (dalga boyları). Bu nedenle, bir fotodirenç seçerek, hangi spektrumda çalıştığını düşünmeniz gerekir. Örneğin, UV'ye duyarlı elemanlar için, spektral özellikleri fotodirençler için uygun olan bu tip yayıcıları seçmeniz gerekir. Malzemelerin her birinin spektral özelliklerini açıklayan bir şekil aşağıda gösterilmiştir.
Sık sorulan sorulardan biri “Fotodirençte bir kutup var mı?” Cevap hayır. Fotodirençlerin bir pn kavşağı yoktur, bu nedenle akımın hangi yönde aktığı önemli değildir. Işıklı ve karartılmış elemanın direncini ölçerek direnç ölçüm modunda bir fotometre ile multimetreyi kontrol edebilirsiniz.
Aşağıdaki grafikte aydınlatmaya karşı direncin yaklaşık bir bağımlılığını görebilirsiniz:
Burada, FL = 0'ın karanlık ve Ф3'ün parlak ışık olduğu ışık miktarına bağlı olarak akımın belirli bir voltajda nasıl değiştiği gösterilir.Aşağıdaki grafik, sabit voltajdaki akımdaki değişikliği, ancak aydınlatmayı değiştirdiğini göstermektedir:
Üçüncü grafikte, direncin aydınlatmaya bağımlılığını görüyorsunuz:
Aşağıdaki şekilde, SSCB'de yapılan popüler fotodirençlerin nasıl göründüğünü görebilirsiniz:
Kendin yap pratiklerinde yaygın olarak kullanılan modern fotodirençler biraz farklı görünüyor:
Bir eleman genellikle yazı ile işaretlenir.
Fotodirenç Özellikleri
Bu nedenle, fotodirençler seçim yaparken dikkat edilen ana özelliklere sahiptir:
- Karanlık direnci. Adından da anlaşılacağı gibi, bu, karanlıkta, yani ışık akısının yokluğunda, fotodirençin direncidir.
- İntegral ışığa duyarlılık - bir elemanın tepkisini, içinden geçen akımın ışık akısındaki değişikliğe açıklamasını tanımlar. A / lm (veya mA, µA / lm) cinsinden sabit bir voltajda ölçülmüştür. S. S = Iph / F olarak adlandırılır, burada Iph foto akımdır ve F ışık akısıdır.
Bu durumda, foto-akım belirtilir. Bu, karanlık akım ile aydınlatılan elemanın akımı arasındaki farktır, yani foto iletkenlik etkisi nedeniyle ortaya çıkan kısımdır (fotodirenç etkisi ile aynı).
Not: karanlık direnç, elbette, her bir modelin karakteristiğidir, örneğin FSK-G7 için - 5 MΩ ve integral duyarlılık 0,7 A / lm'dir.
Fotodirençlerin belirli bir atalete sahip olduğunu, yani direncinin ışık akısına maruz kaldıktan hemen sonra değişmediğini, ancak hafif bir gecikmeyle değiştiğini unutmayın. Bu parametreye kesme frekansı denir. Bu, elemanın hassasiyetinin 2 kat (1.41) azaldığı elemandan ışık akısını modüle eden sinüzoidal sinyalin frekansıdır. Bileşenlerin hızı genellikle onlarca mikrosaniye (10 ^ (- 5) s) içinde bulunur. Bu nedenle, hızlı bir yanıtın gerekli olduğu devrelerde bir fotodirenç kullanımı sınırlıdır ve çoğu zaman haksızdır.
Nerede kullanılır?
Cihazı ve fotodirençlerin parametrelerini öğrendiğimizde, spesifik örneklerle neden gerekli olduğunu konuşalım. Fotoğraf dirençlerinin kullanımı hızları ile sınırlı olmasına rağmen, kapsam daha az olmamıştır.
- Alacakaranlık röleleri. Bunlara foto röle de denir - bunlar karanlıkta ışığı otomatik olarak açmak için kullanılan cihazlardır. Aşağıdaki şema, böyle bir devrenin analog bileşenler ve bir elektromekanik röle üzerindeki en basit versiyonunu göstermektedir. Dezavantajı, histerezisin olmaması ve sınır ötesi aydınlatma değerlerinde tıkanıklığın olası oluşudur, bunun sonucunda röle aydınlatmada hafif dalgalanmalarla tıkırır veya açılır veya kapanır.
- Işık sensörleri. Fotodirençleri kullanarak zayıf bir ışık akısı tespit edilebilir. Aşağıda böyle bir cihazın ARDUINO UNO tabanlı bir uygulaması bulunmaktadır.
- Alarmlar. Bu devreler öncelikle ultraviyole radyasyona duyarlı elementler kullanır. Hassas eleman yayıcı tarafından aydınlatılır, aralarında bir engel olması durumunda bir alarm veya aktüatör tetiklenir. Örneğin, metroda bir turnike.
- Bir şeyin varlığının sensörleri. Örneğin, fotodirenç kullanan baskı endüstrisinde, kağıt bandın kırılmasını veya baskı makinesine beslenen yaprak sayısını kontrol edebilirsiniz. Çalışma prensibi yukarıda tartışılana benzer. Aynı şekilde, taşıma bandı boyunca geçen ürünlerin miktarı veya boyutu (bilinen bir hızda) dikkate alınabilir.
Bir fotoresistörün ne olduğu, nerede kullanıldığı ve nasıl çalıştığı hakkında kısaca konuştuk. Elemanın pratik kullanımı çok geniştir, bu nedenle bir makaledeki tüm özellikleri tanımlamak oldukça zordur. Herhangi bir sorunuz varsa - yorumlara yazın.
Son olarak, konuyla ilgili faydalı bir video izlemenizi öneririz:
Elbette bilmiyorsunuz:
Yükleniyor...
