Фоторезистор применение: Фоторезистор.

Что такое фоторезисторы, как они работают и где используются

Как устроены фоторезисторы, какими характеристиками обладают и где применяются.

В промышленности и бытовой электронике фоторезисторы используются для измерения освещенности, подсчета количества чего-либо, определения препятствий и прочего. Основное его назначение — переводить количество света, попадающего на чувствительную площадь, в полезный электрический сигнал. Сигнал в последствии может обрабатываться аналоговой, цифровой логической схемой или схемой на базе микроконтроллера. В этой статье мы расскажем, как устроен фоторезистор и как меняются его свойства под воздействием света. Содержание:

Основные понятия и устройство

Фоторезистор – это полупроводниковый прибор, сопротивление которого (если удобно – проводимость) изменяются в зависимости от того, насколько сильно освещена его чувствительная поверхность. Конструктивно встречаются в различных исполнениях. Наиболее распространены элементы такой конструкции, как изображено на рисунке ниже. При этом для работы в специфических условиях можно найти фоторезисторы, заключенные в металлический корпус с окошком, через которое попадает свет на чувствительную поверхность. Ниже вы видите его условное графическое обозначение на схеме.

Интересно: изменение сопротивления под воздействием светового потока называется фоторезистивным эффектом.

Принцип действия заключается в следующем: между двумя проводящими электродами находится полупроводник (на рисунке изображен красным), когда полупроводник не освещен – его сопротивление велико, вплоть до единиц МОм. Когда эта область освещена её проводимость резко возрастает, а сопротивление соответственно падает.

В качестве полупроводника могут использоваться такие материалы как: сульфид Кадмия, Сульфид Свинца, Селенит Кадмия и другие. От выбора материала при изготовлении фоторезистора зависит его спектральная характеристика. Простыми словами – диапазон цветов (длин волн) при освещении которыми будет корректно изменяться сопротивление элемента. Поэтому выбирая фоторезистор, нужно учитывать в каком спектре он работает. Например, под УФ-чувствительные элементы нужно подбирать те виды излучателей, спектральные характеристики которых подойдут к фоторезисторам. Рисунок, который описывает спектральные характеристики каждого из материалов изображен ниже.

Одним из часто задаваемых вопросов является «Есть ли полярность у фоторезистора?» Ответ – нет. У фоторезисторов нет p-n перехода, поэтому не имеет значения, в каком направлении протекает ток. Проверить фоторезистор можно с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления, измерив сопротивление освещенного и затемненного элемента.

Примерную зависимость сопротивления от освещенности вы можете видеть на графике ниже:

Здесь показано, как изменяется ток при определенном напряжении в зависимости от количества света, где Ф=0 – темнота, а Ф3 – яркий свет. На следующем графике приведено изменение тока при постоянном напряжении, но изменяющейся освещенности:

На третьем графике вы видите зависимость сопротивления от освещенности:

На рисунке ниже вы можете наблюдать как выглядят популярные фоторезисторы производства СССР:

Современные же фоторезисторы, нашедшие широкое распространение в практике самодельщиков, выглядят немного иначе:

Для обозначения элемента обычно используется буквенная маркировка.

Характеристики фоторезисторов

Итак, у фоторезисторов есть основные характеристики, на которые обращаются внимание при выборе:

• Темновое сопротивление. Как понятно из названия — это сопротивление фоторезистора в темноте, то есть при отсутствии светового потока.
• Интегральная фоточувствительность – описывает реакцию элемента, изменение тока через него на изменение светового потока. Измеряется при постоянном напряжении в А/лм (или мА, мкА/лм). Обозначается как S. S=Iф/Ф, где Iф – фототок, а Ф – световой поток.

При этом указывается именно фототок. Это разность между темновым током и током освещенного элемента, то есть той частью, которая возникла из-за эффекта фотопроводимости (то же что и фоторезистивный эффекта).

Примечание: темновое сопротивление конечно же характерно для каждой конкретной модели, например, для ФСК-Г7 – это 5 МОм, а интегральная чувствительность 0,7 А/лм.

Помните, что фоторезисторы обладают определенной инерционностью, то есть его сопротивление изменяется не моментально после облучения световым потоком, а с небольшой задержкой.(-5)с). Таким образом, использование фоторезистора в схемах, где нужна быстрая реакция ограничено, а часто и неоправданно.

Где используется

Когда мы узнали об устройстве и параметрах фоторезисторов, давайте поговорим о том, для чего он нужен на конкретных примерах. Хоть и применение фотосопротивлений ограничено их быстродействием, от этого область применения меньшей не стала.

1. Сумеречные реле. Их еще называют фотореле – это устройства для автоматического включения света в темное время суток. На схеме ниже изображен простейший вариант такой схемы, на аналоговых компонентах и электромеханического реле. Её недостатком является отсутствие гистерезиса и возможное возникновение дребезжание при приграничных величинах освещенности, в результате чего реле будет дребезжать или включаться-отключаться при незначительных колебаниях освещенности.
   
2. Датчики освещенности. С помощью фоторезисторов можно детектировать слабый световой поток. Ниже представлена реализация такого устройства на базе ARDUINO UNO.
   
3. Сигнализации. В таких схемах используются преимущественно элементы, чувствительные к ультрафиолетовому излучению. Чувствительный элемент освещается излучателем, в случае появления препятствия между ними – срабатывает сигнализация или исполнительный механизм. Например, турникет в метро.
4. Датчики наличия чего либо. Например, в полиграфической промышленности с помощью фоторезисторов можно контролировать обрыв бумажной ленты или количество листов, подаваемых в печатную машину. Принцип работы подобен тому, что рассмотрен выше. Таким же образом можно считать количество продукции, прошедшей по конвейерной ленте, или её размер (при известной скорости движения).

Мы кратко рассказали о том, что это такое фоторезистор, где он используется и как работает. Практическое использование элемента очень широко, поэтому описать все особенности в пределах одной статьи достаточно сложно. Если у вас возникли вопросы – пишите их в комментариях.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Наверняка вы не знаете:

• Как сделать фотореле своими руками
• Как подключить датчик движения для освещения
• Что такое резистор и для чего он нужен

Нравится0)Не нравится0)

Фоторезистор | Описание, предназначение, принцип работы

Что такое фоторезистор

Фоторезистор представляет из себя полупроводниковый радиоэлемент, который меняет свое сопротивление в зависимости от освещения. Для видимого света (солнечный свет или свет от осветительных ламп) используют сульфид или селенид кадмия. Есть также фоторезисторы, которые регистрируют инфракрасное излучение. Их делают  из германия с некоторыми примесями других веществ. Свойство менять свое сопротивление под воздействием света очень широко используется в электронике.

Внешний вид и обозначение на схеме фоторезистора

В основном фоторезисторы выглядят вот так

На схемах могут обозначаться так

или так

Как работает фоторезистор

Давайте рассмотрим одного из представителя семейства фоторезисторов

На нем, как и во всех фотоэлементах, есть окошко, с помощью которого он “ловит” свет.

Сбоку можно прочитать его маркировку

Главным параметром фоторезистора является его темновое сопротивление. Темновое сопротивление фоторезистора — это его сопротивление при полном отсутствии падения света на него. Судя по справочнику, темновое сопротивление нашего подопечного 15х10

8 Ом или словами — 1,5 ГОм. Можно даже сказать — полнейший обрыв. Так ли это? Давайте глянем. Для этого я использую свою записную книжку и прячу там фоторезистор:

Даже в диапазоне 200 МОм мультиметр показал единичку. Это означает, что сопротивление фоторезистора далеко за 200 МОм.

Убираем нашего подопытного из книжки и включаем в комнате свет. Результат сразу же на лицо:

106,7 КОм.

Теперь включаю свою настольную лампу. В комнате стало еще светлее.  Смотрим на показания мультиметра:

76,2 КОм.

Подношу фоторезистор вплотную к настольной лампе:

18,6 КОм

Делаем вывод: чем больше поток света попадает на фоторезистор, тем меньше его сопротивление.

Заключение

Широко используются фоторезисторы в полиграфии для обнаружения обрывов бумажной ленты, подаваемых в печатную машину. Они также осуществляют контроль уровня жидкости и сыпучих тел, защищают персонал от входа в опасные зоны. Автоматические выключатели уличного освещения и турникеты в метрополитене — вот далеко не полный перечень областей применения фоторезисторов. Фоторезисторы нашли применение в медицине, сельском хозяйстве и других областях. В настоящее время они вытесняются другими фото-радиоэлементами. Это могут быть фототранзисторы, фотодиоды, а также бесконтактные датчики.

Фоторезисторы, набор. Такие одинаковые и такие разные?

Я как-то раньше не задумывался, что фоторезисторы продаются разных типов/номиналов. Ну, то есть я понимаю, что как и терморезисторы — они обязаны быть разных видов для разных применений, но на вид они все одинаковые, что как-то расслабляет и притупляет 😉 поэтому когда я увидел набор за копейки, я решил естественно взять посмотреть — действительно ли они разные?

Сразу скажу, что строить полные графики характеристик мне лень во-первых — такое себе занятие по увлекательности, во-вторых — у меня нет такого оборудования, чтобы сделать это достаточно точно и достаточно просто, ну и в-третьих, важно (я считаю) подтвердить тот факт что продают что-то, что хоть в первом приближении соответствует даташиту. И я считаю что оно таки подтвердилось.

Начну с внешнего вида.

Извлечем по одной штуке и пометим

Рассмотрим поближе. Сразу скажу — я не заметил каких-то прям принципиальных отличий у резисторов разных типов.

Измерим

Чуть меньше, выводы чуть короче чем в даташитах. Кстати, даташиты я искать поленился, ибо нашел пару табличек с основными характеристиками, а для базовой проверочки нам большего и не нужно. Впрочем, какие-то даташиты есть тут и тут

Попробуем проверить при помощи люксметра

Проверял 3 раза: заклеив черной изолентой, при выключенном освещении, когда люксметр показывает 16 люкс, и под настольной лампой, 1100 люкс по люксметру. Потом доизмерял еще и при других значениях освещенности. Люксметр, естественно, не поверен и не может считаться эталонным и образцовым измерительным прибором.

Результаты:

Как видим, фоторезисторы вполне вписываются в заявленные в даташитах характеристики. Сами характеристики также заметно отличаются. Так что как-бы наверно можно рекомендовать к приобретению. Я лично не без удовольствия побаловался этими резисторами и люксметром.

Фоторезисторы Конструкция и схема включения фоторезистора

Фоторезисторами называют полупроводниковые приборы, проводимость которых меняется под действием света.

Монокристаллический фоторезистор

Рис. 2.2. Монокристаллический фоторезистор

 

Пленочный фоторезистор

Рис. 2.3. Пленочный фоторезистор

Рис. 2.4. Включение фоторезистора в цепь постоянного тока

Конструкция монокристаллического и пленочного фоторезисторов показана на рис. 2.2, 2.3. Основным элементом фоторезистора является в первом случае монокристалл, а во втором — тонкая пленка полупроводникового материала.

Если фоторезистор включен последовательно с источником напряжения (рис. 2.4) и не освещен, то в его цепи будет протекать темновой ток:

где Е — ЭДС источника питания;

R_T — величина электрического сопротивления фоторезистора в темноте, называемая темновым сопротивлением;

R_H — сопротивление нагрузки.

При освещении фоторезистора энергия фотонов расходуется на перевод электронов в зону проводимости. Количество свободных электронно-дырочных пар возрастает, сопротивление фоторезистора падает, и через него течет световой ток, обусловленный формулой:

Разность между световым и темновым током дает значение тока 1ф, получившего название первичного фототока проводимости

Когда лучистый поток мал, первичный фототок проводимости практически безынерционен и изменяется прямо пропорционально величине лучистого потока, падающего на фоторезистор. По мере возрастания величины лучистого потока увеличивается число электронов проводимости. Двигаясь внутри вещества, электроны сталкиваются с атомами, ионизируют их и создают дополнительный поток электрических зарядов, получивший название вторичного фототока проводимости. Увеличение числа ионизированных атомов тормозит движение электронов проводимости. В результате этого изменения фототока запаздывают во времени относительно изменений светового потока, что определяет некоторую инерционность фоторезистора.

Основные характеристики фоторезисторов

Фоторезистор (от фото- и резистор), представляет собой полупроводниковый резистор, омическое сопротивление которого определяется степенью освещенности. В основе принципа действия фоторезисторов лежит явление фотопроводимости полупроводников. Фотопроводимость — увеличение электрической проводимости полупроводника под действием света. Причина фотопроводимости — увеличение концентрации носителей заряда — электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне. Светочувствительный слой полупроводникового материала в таких сопротивлениях помещен между двумя токопроводящими электродами. Под воздействием светового потока электрическое сопротивление слоя меняется в несколько раз (у некоторых типов фотосопротивлений оно уменьшается на два-три порядка). В зависимости от применяемого слоя полупроводникового материала фотосопротивления подразделяются на сернисто-свинцовые, сернисто-кадмиевые, сернисто-висмутовые и поликристаллические селено-кадмиевые. Фотосопротивления обладают высокой чувствительностью, стабильностью, они экономичны и надежны в эксплуатации. В целом ряде случаев они с успехом заменяют вакуумные и газонаполненные фотоэлементы.

Основные характеристики фотосопротивлений:

•        Рабочая площадь.

•        Темновое сопротивление (сопротивление в полной темноте), варьируется в обычных приборах от 1000 до 100000000 Ом.

•        Удельная чувствительность

где Ai — фототок, равный разности токов в темноте и на свету; Ф — световой поток; U — приложенное напряжение.

•        Предельное рабочее напряжение (как правило от 1 до 1000 В).

•        Среднее относительное изменение сопротивления в процентах (обычно лежит в пределах 10…99,9%):

где R_T и R_c — сопротивление в темноте и в освещенном состоянии соответственно.

•        Средняя кратность изменения сопротивления (как правило от 1 до 1000). Определяется соотношением: R_T/R_C.

Схема включения фоторезисторов показана на рис. 2.5.

При определенном освещении сопротивление фотоэлемента уменьшается, а, следовательно, сила тока в цепи возрастает, достигая значения, достаточного для работы какого-либо

Рис. 2.5. Электрическая схема включения фоторезистора

 

Рис. 2.6. ВАХ фоторезистора

устройства (схематично показано в виде некоторого сопротивления нагрузки). Полезный сигнал для дальнейшего усиления или управления другими устройствами снимают параллельно R_Harp.

Основными характеристиками фоторезисторов являются:

• Вольт-амперная (ВАХ), характеризующая зависимость фототока (при постоянном световом потоке Ф) или темнового тока от приложенного напряжения. Для фоторезисторов эта зависимость практически линейна (рис. 2.6). Закон Ома нарушается только при высоких напряжениях, приложенных к фоторезистору.

Световая (люкс-амперная), характеризующая зависимость фототока от падающего светового потока постоянного спектрального состава. Полупроводниковые фоторезисторы имеют нелинейную люкс-амперную характеристику (рис. 2.7). Наибольшая чувствительность получается при малых освещенностях. Это позволяет использовать фоторезисторы для измерения очень малых интенсивностей излучения. При увеличении освещенности световой ток растет примерно пропорционально корню квадратному из освещенности. Наклон люкс-амперной характеристики зависит от приложенного к фоторезистору напряжения.

Рис, 2.7. Зависимость тока от светового потока, падающего на рабочую поверхность фоторезистора

 

Рис. 2.8. Зависимость спектральной характеристики от материала фоторезистора

 

Рис. 2.9. Зависимость фототока фоторезистора от частотной модуляции светового потока

• Спектральная, характеризующая чувствительность фоторезистора при действии на него потока излучения постоянной мощности определенной длины волны. Спектральная характеристика определяется материалом, используемым для изготовления светочувствительного элемента. Сернисто-кад- миевые фоторезисторы имеют высокую чувствительность в видимой области спектра, селенисто-кадмиевые — в красной, а сернисто-свинцовые — в инфракрасной. Это хорошо демонстрирует рис. 2.8.

Частотная, характеризующая чувствительность фоторезистора при действии на него светового потока, изменяющегося с определенной частотой. Наличие инерционности у фоторезисторов приводит к тому, что величина их фототока зависит от частоты модуляции падающего на них светового потока — с увеличением частоты светового потока фототок уменьшается (см. рис. 2.9). Инерционность ограничивает возможности применения фоторезисторов при работе с переменными световыми потоками высокой частоты.

Параметры фоторезисторов

Рабочее напряжение U_p — постоянное напряжение, приложенное к фоторезистору, при котором обеспечиваются номинальные параметры при длительной его работе в заданных эксплуатационных условиях.

Максимально допустимое напряжение фоторезистора Umax — максимальное значение постоянного напряжения, приложенного к фоторезистору, при котором отклонение его параметров от номинальных значений не превышает указанных пределов при длительной работе в заданных эксплуатационных условиях.

Темновое сопротивление R_T — сопротивление фоторезистора в отсутствие падающего на него излучения в диапазоне его спектральной чувствительности.

Световое сопротивление R_c — сопротивление фоторезистора, измеренное через определенный интервал времени после начала воздействия излучения, создающего на нем освещенность заданного значения.

Кратность изменения сопротивления K_R — отношение тем- нового сопротивления фоторезистора к сопротивлению при определенном уровне освещенности (световому сопротивлению).

Допустимая мощность рассеяния — мощность, при которой не наступает необратимых изменений параметров фоторезистора в процессе его эксплуатации.

Общий ток фоторезистора — ток, состоящий из темнового тока и фототока.

Фототок — ток, протекающий через фоторезистор при указанном напряжении на нем, обусловленный только воздействием потока излучения с заданным спектральным распределением.

Удельная чувствительность — отношение фототока к произведению величины падающего на фоторезистор светового потока на приложенное к нему напряжение, мкА/(лм-В):

где 1ф — фототок, равный разности токов, протекающих по фоторезистору в темноте и при определенной (200 лк) освещенности, мкА;

Ф — падающий световой поток, лм; U — напряжение, приложенное к фоторезистору, В.

Интегральная чувствительность — произведение удельной чувствительности на предельное рабочее напряжение:

Постоянная времени т_ф — время, в течение которого фото- ток изменяется на 63%, т.е. в е раз. Постоянная времени характеризует инерционность прибора и влияет на вид его частотной характеристики.

Рис. 2.10. Иллюстрация нарастания и спада фототока в зависимости от освещенности фоторезистора

При включении и выключении света фототок возрастает до максимума (рис. 2.10) и спадает до минимума не мгновенно. Характер и длительность кривых нарастания и спада фототока во времени существенно зависят от механизма рекомбинации неравновесных носителей в данном материале, а также от величины интенсивности света. При малом уровне инжекции нарастание и спад фототока во времени можно представить экспонентами с постоянной времени т, равной времени жизни носителей в полупроводнике. В этом случае при включении света фототок будет нарастать и спадать во времени по закону:

где 1_ф — стационарное значение фототока при освещении.

По кривым спада фототока во времени можно определить время жизни т неравновесных носителей.

Изготовление фоторезисторов

В качестве материалов для фоторезисторов широко используются сульфиды, селениды и теллуриды различных элементов, а также соединения типа A_lMB_v. В инфракрасной области могут быть использованы фоторезисторы на основе PbS, PbSe, PbTe, InSb, в области видимого света и ближнего спектра ультрафиолета — CdS.

Применение фоторезисторов

Сегодня фоторезисторы широко применяются во многих отраслях науки и техники. Это объясняется их высокой чувствительностью, простотой конструкции, малыми габаритами и значительной допустимой мощностью рассеяния. Значительный интерес представляет использование фоторезисторов в опто- электронике. В радиолюбительских конструкциях фоторезисторы применяются как световые датчики в устройствах слежения и автоматики, автоматических и фотореле в быту, в охранных системах.

Регистрация оптического излучения

Для регистрации оптического излучения его световую энергию преобразуют в электрический сигнал, который затем измеряют обычным способом. При этом преобразовании обычно используют следующие физические явления:

•        генерацию подвижных носителей в твердотельных фотопрово- дящих детекторах;

•        изменение температуры термопар при поглощении излучения, приводящее к изменению термо-ЭДС;

•        эмиссию свободных электронов в результате фотоэлектрического эффекта с фоточувствительных пленок.

Наиболее важными типами оптических детекторов являются:

•        фотоумножитель;

•        полупроводниковый фоторезистор;

•        фотодиод;

•        лавинный фотодиод.

Полупроводниковый фотодетектор

Схема включения полупроводникового фотодетектора приведена на рис. 2.11.

Рис. 2.11. Схема подключения полупроводникового фотоэлемента

Полупроводниковый кристалл последовательно соединен с резистором R и источником постоянного напряжения U. Оптическая волна, которую нужно зарегистрировать, падает на кристалл и поглощается им, возбуждая при этом электроны в зону проводимости (или в полупроводниках р-типа — дырки в валентную зону). Такое возбуждение приводит к уменьшению сопротивления R_d полупроводникового кристалла и, следовательно, к увеличению падения напряжения на сопротивлении R, которое при AR_d/Rd « 1 пропорционально плотности падающего потока. В качестве примера рассмотрим энергетические уровни одного из наиболее распространенных полупроводников — германия, легированного атомами ртути. Атомы Нд в германии являются акцепторами с энергией ионизации 0,09 эВ. Следовательно, для того чтобы поднять электрон с верхнего уровня валентной зоны и чтобы атом Нд (акцептор) сумел захватить его, необходим фотон с энергией не менее 0,09 эВ (т.е. фотон с длиной волны короче 14 мкм). Обычно кристалл германия содержит небольшое количество N_D донорных атомов, которым при низких температурах энергетически выгодно отдавать свои валентные электроны большому количеству N_A акцепторных атомов. При этом возникает равное количество положительно ионизированных донорных и отрицательно ионизированных акцепторных атомов. Так как концентрация акцепторов N_A » N_D, большинство атомов-акцепторов остается незаряженными.

Главным преимуществом полупроводниковых фотодетекторов по сравнению с фотоумножителями является их способность регистрировать длинноволновое излучение, поскольку создание подвижных носителей в них не связано с преодолением значительного поверхностного потенциального барьера.

Недостатком же их является небольшое усиление по току. Чтобы выходной импульс мог управлять различными электронными системами, его необходимо многократно усилить. Таким усилителем может быть одно-двухкаскадный транзисторный усилитель или операционный усилитель. Чтобы фотовозбуждение носителей не маскировалось тепловым возбуждением, полупроводниковые фотодетекторы не должны эксплуатироваться в средах с высокими температурами, иначе их необходимо охлаждать.

Фоторезисторы, характеристики, принципы работы, применение

Назначение подобных устройств состоит в трансформации освещения в электросигнал. Принцип, по которому работают фоторезисторы заключается в переработке сигнала цифровой или аналоговой логической схемой. Об особенностях подобного процесса под влиянием света рассказывается в нашей статье.

Характеристики фоторезистора

При выборе устройства необходимо учитывать следующие характеристики:

• темновое сопротивление любой модели фоторезистора в условиях полной темноты, когда световой поток отсутствует;
• свойство элемента реагировать на изменения параметров потока света – интегральная фоточувствительность. А/лм – единица измерения, а аббревиатура обозначения выглядит так – S=lф/Ф, при этом ф означает здесь световой, а lф – фотопоток.

Разница в параметрах рабочего тока при разных режимах освещения будет тем показателем, который получается из-за имеющегося в подобном случае явления фотопроводимости. Свои показатели имеет каждая модель по величине темнового сопротивления.

Для данных устройств характерна некоторая инерционность, выражающаяся в небольшой задержке при изменении сопротивления после полученного облучения. Часто такое свойство именуют граничной частотой. Она представляет собой одно из свойств сигнала синусоидального типа, через который модулируется на элемент поток света. Данный процесс протекает с понижением чувствительности до уровня, равного корню из 2 – 1,41.

В диапазоне десятков микросекунд расположены показатели быстродействия компонентов. Из этого следует вывод о нецелесообразности установки фоторезисторов в схемах, где необходима быстрая реакция.

Работа фоторезистора

Примем за основу утверждение, что речь идет о полупроводниковом приборе с зависящим от степени освещения его поверхности сопротивлением. Встречаются самые разные варианты конструкции. Для эксплуатации в специфических условиях в основном берутся модели с металлическим корпусом и, расположенным в нем для проникновения света, окошком. Графическое изображение такого варианта исполнения приводится на рисунке ниже.

Важно обратить внимание на то, что фоторезистивным эффектом называют процесс трансформации сопротивления под влиянием светового потока.

Главный принцип работы фоторезистора – это резкое увеличение его проводимости синхронно с падением сопротивления на участке между парой проводящих электродов. В условиях темноты сопротивляемость полупроводника выражается большими числами и может достигать Мом показателей.

Выбор материалов изготовления довольно обширен, от этого зависит номинальная характеристика спектральности прибора. Чтобы не усложнять понимание сложными терминами, можно обозначить такое свойство, как корректное изменение сопротивления в соответствующем диапазоне длин волн при меняющемся освещении. Следовательно, принимать во внимание рабочий спектр фоторезистора необходимо при выборе устройства.

Примером может быть ситуация с подходящими спектральными параметрами при подборе полупроводников под элементы с УФ-чувствительностью. С характеристиками разных материалов можно ознакомиться на следующем рисунке.

Часто приходится отвечать на вопрос, как работает фоторезистор с учетом направления протекания тока. Здесь важно понять, что подобный прибор любой конструкции не имеет полярности, говоря по-другому отсутствует p-n переход. Нет никакой разницы в имеющемся на конкретный момент направлении.

Проверка прибора выполняется в режиме показаний сопротивления обычным мультиметром. При этом тестируются элемент в затемненном и освещенном состоянии.

Специальный график понадобится для анализа примерной зависимости освещения от уровня освещенности.

Ф3 – показатель тока при самом ярком свете, а Ф будет таким же параметром в темноте.

Еще один рисунок показывает, как при изменении светового потока трансформируется ток постоянного напряжения.

И, наконец, третий график демонстрирует взаимосвязь сопротивления и освещенности.

Любопытно наглядно познакомится с популярными моделями времен выпуска в СССР.

Более новые образцы визуально смотрятся несколько по-другому.

Маркировка для обозначения параметров таких элементов делается в буквенном виде.

Применение фоторезисторов

Наиболее распространенные примеры использования фоторезисторов можно рассмотреть после того, как мы детально разобрались в их особенностях и принципе работы. Даже при довольно жестких границах быстродействия вариантом, где данные приборы остаются очень востребованными, можно назвать довольно много:

• для автоматического режима включения осветительных устройств с наступлением темного времени суток оптимальным выбором будут сумеречные реле. Наличие специального реле электромеханического варианта конструкции и оригинальных деталей отличает самый простой образец данного прибора на нижнем изображении. Минусом можно назвать потенциальные проблемы с возможностью неприятной вибрации при крайних показателях напряжения. Здесь не исключается при минимальной смене освещенности самопроизвольное отключение и включение;
• детектирование светового потока небольшой интенсивности достигается при помощи датчиков освещенности. Популярная модификация – конструкция на основе ARDUINO UNO;
• повышенная чувствительность к УФ-излучению присуща схемам сигнализации. При возникновении препятствия между излучателем и принимающим элементом срабатывает исполнительный механизм;
• в промышленности широко применяются датчики наличия иных параметров.

Теперь можно говорить о подробном знакомстве с особенностями конструкции, рабочими характеристиками и областью использования фоторезисторов.

Наглядное изложение материалов статьи на видео.

Основы фоторезисторов: типы, принципы и применение

Тезисы

Существует три типа фоторезисторов: ультрафиолетовые фоторезисторы, инфракрасные фоторезисторы, фоторезисторы видимого света. Обычно используемые материалы — это сульфид кадмия, селен, сульфид алюминия, сульфид свинца и сульфид висмута. Принцип работы фоторезистора основан на внутреннем фотоэффекте. Фоточувствительные резисторы образованы путем установки электродных выводов на обоих концах полупроводникового светочувствительного материала и их заключения в кожух трубки с прозрачным окном.Схема регулирования яркости и выключатель света — два применения фоторезистора.

Каталог

Простое объяснение светозависимого резистора (LDR) или фоторезистора. Понять принцип работы схемы светозависимого резистора и как именно работает датчик LDR.

I. Введение

Рисунок 1. Фоторезистор

Фоторезистор также известен как светозависимый резистор (сокращенно LDR) или фотопроводник.Обычно используемые материалы — это сульфид кадмия, селен, сульфид алюминия, сульфид свинца и сульфид висмута. Эти производственные материалы имеют особенность, заключающуюся в том, что значение сопротивления быстро уменьшается при облучении светом определенной длины волны. Это связано с тем, что все носители, генерируемые светом, участвуют в проводимости и совершают дрейфовое движение под действием внешнего электрического поля. Электроны перемещаются к положительному полюсу источника питания, а отверстия перемещаются к отрицательному полюсу источника питания, так что сопротивление фоторезистора быстро уменьшается.

Фоторезистор — это специальный резистор, изготовленный из полупроводниковых материалов, таких как сернистые или селенизированные прокладки, принцип работы которого основан на внутреннем фотоэлектрическом эффекте. Чем сильнее свет, тем ниже значение сопротивления. По мере увеличения интенсивности света значение сопротивления быстро уменьшается, а значение яркого сопротивления может составлять всего 1 кОм или меньше. Фоторезистор очень чувствителен к свету. Когда нет света, фоторезистор находится в состоянии высокого сопротивления, а темновое сопротивление обычно составляет до 1.5 МОм.

Фоторезистор — это тип резистора, созданный с использованием фотопроводящего эффекта полупроводника для изменения значения сопротивления в зависимости от интенсивности падающего света. Его также называют фотопроводящим детектором; уменьшается интенсивность падающего света, затем уменьшается сопротивление; падающий свет слабый, а сопротивление возрастает. Есть еще фоторезистор. Когда падающий свет слабый, сопротивление уменьшается; падающий свет сильный, сопротивление увеличивается.

Фоторезисторы

обычно используются для измерения освещенности, управления освещением и фотоэлектрического преобразования (преобразования изменений света в изменения электричества). Обычно используемый фоторезистор представляет собой фоторезистор из сульфида кадмия, который изготовлен из полупроводникового материала. Чувствительность фоторезистора к свету (то есть его спектральные характеристики) очень близка к реакции человеческого глаза на видимый свет (0,4 ~ 0,76) мкм. При проектировании схемы управления освещением в качестве источника управляющего света используется свет ламп накаливания (небольших электрических шариков) или естественный свет, что значительно упрощает конструкцию.

II. Технические характеристики

Как правило, фоторезистор выполнен в виде листа для поглощения большего количества световой энергии. Когда он облучается светом, электронно-дырочная пара возбуждается в полупроводниковой пластине (светочувствительный слой), чтобы участвовать в проводимости и увеличивать ток в цепи. Чтобы получить высокую чувствительность, электрод фоторезистора часто использует гребенчатый рисунок, который формируется путем осаждения из паровой фазы металла, такого как золото или индий, на фотопроводящую пленку под определенной маской.Структура обычного фоторезистора показана ниже.

Рисунок 2. Структура фоторезистора общего назначения

Фоторезистор

обычно состоит из светочувствительного слоя, стеклянной подложки (или полимерной влагостойкой пленки) и электродов. Фоторезисторы обозначаются на схеме буквами «R» или «RL», «RG».

Фоторезистор изготовлен из сульфида кадмия (CdS). Он разделен на корпус из эпоксидной смолы и металлический корпус, оба из которых являются проволочными (типа DIP).Фоторезисторы в эпоксидной упаковке делятся на Ø3мм, Ø4мм, Ø5мм, Ø7мм, Ø11мм, Ø12мм, Ø20мм, Ø25мм в зависимости от диаметра керамической подложки.

III. Параметры и характеристики

По спектральным характеристикам фоторезистор можно разделить на три типа фоторезисторов: ультрафиолетовые фоторезисторы, инфракрасные фоторезисторы и фоторезисторы видимого света.

1. Основные параметры

(1) Фототок и яркое сопротивление.При определенном приложенном напряжении протекающий ток называется фототоком при облучении светом, а отношение приложенного напряжения к фототоку называется ярким сопротивлением, которое обычно выражается как «100LX».

(2) Темновой ток и темновое сопротивление. При определенном приложенном напряжении фоторезистор называется темновым током, когда нет света. Отношение приложенного напряжения к темновому току называется темновым сопротивлением и обычно выражается как «0LX» (интенсивность света измеряется с помощью измерителя освещенности, и его единица измерения — lax lx).

(3) Чувствительность. Чувствительность относится к относительному изменению значения сопротивления (темновое сопротивление), когда фоторезистор не освещается светом, и значения сопротивления (яркого сопротивления) при освещении светом.

(4) Спектральный отклик. Спектральный отклик также называется спектральной чувствительностью, которая относится к чувствительности фоторезистора при облучении монохроматическим светом с разными длинами волн. Если вы построите график чувствительности на разных длинах волн, вы можете получить кривую спектрального отклика.

(5) Характеристики освещения. Характеристики освещения относятся к характеристикам электрического сигнала, выдаваемого фоторезистором, как функции освещения. Из кривой световой характеристики фоторезистора видно, что с увеличением интенсивности света значение сопротивления фоторезистора начинает быстро уменьшаться. Если интенсивность света еще больше увеличивается, изменение значения сопротивления уменьшается, а затем постепенно становится плавным. В большинстве случаев эта характеристика нелинейна.

(6) Вольт-амперная характеристика. При определенном освещении соотношение между напряжением и током, приложенным к фоторезистору, называется вольт-амперной характеристикой. При заданном смещении, чем больше интенсивность света, тем больше фототок. При определенной интенсивности света, чем больше приложенное напряжение, тем больше фототок. Однако напряжение нельзя увеличивать бесконечно, потому что любой фоторезистор ограничен номинальной мощностью, максимальным рабочим напряжением и номинальным током.Превышение максимального рабочего напряжения и максимального номинального тока может привести к необратимому повреждению фоторезистора.

(7) Температурный коэффициент. На фотоэлектрический эффект фоторезистора сильно влияет температура. Некоторые фоторезисторы имеют более высокую фотоэлектрическую чувствительность при низких температурах, но более низкую чувствительность при высоких температурах.

(8) Номинальная мощность. Номинальная мощность — это мощность, которую фоторезистор может потреблять в определенной линии. При повышении температуры потребляемая мощность уменьшается.

2. Частотные характеристики

Когда фоторезистор облучается импульсным светом, фототоку требуется время для достижения стабильного значения. После выключения света фототок не сразу становится равным нулю, что является временной задержкой, характерной для фоторезистора. Из-за разной светочувствительности и характеристик задержки сопротивления разных материалов их частотные характеристики также различаются. Частота использования сульфида свинца намного выше, чем у сульфида кадмия, но задержка большинства фоторезисторов относительно велика, поэтому его нельзя использовать в приложениях, требующих быстрого отклика.

IV. Как работает фоторезистор?

1. Принцип работы

Принцип работы фоторезистора основан на внутреннем фотоэлектрическом эффекте. Фоточувствительные резисторы образованы путем установки электродных выводов на обоих концах полупроводникового светочувствительного материала и их заключения в кожух трубки с прозрачным окном. Для увеличения чувствительности два электрода часто имеют форму гребня. Материалы, используемые для изготовления фоторезисторов, — это в основном полупроводники, такие как сульфиды, селениды и теллуриды металлов.Покрытие, напыление, спекание и другие методы используются для изготовления очень тонкого фоторезистора и омического электрода в форме гребешка на изолирующей подложке. Выводы соединены и герметизированы в герметичном корпусе со светопропускающим зеркалом, чтобы влага не влияла на его чувствительность. После того, как падающий свет исчезнет, ​​пары электрон-дырка, генерируемые фотонным возбуждением, рекомбинируют, и сопротивление фоторезистора вернется к исходному значению. Когда напряжение подается на металлические электроды на обоих концах фоторезистора, через него проходит ток.Когда фоторезистор облучается светом с определенной длиной волны, ток будет увеличиваться с увеличением интенсивности света, тем самым достигая фотоэлектрического преобразования. Фоторезистор не имеет полярности и представляет собой чисто резистивное устройство. Его можно использовать как с постоянным, так и с переменным напряжением. Проводимость полупроводника зависит от количества носителей в зоне проводимости полупроводника.

Рисунок 3. Схема фоторезистора

2. Принцип конструкции

Фоторезисторы — это специальные резисторы, изготовленные из вулканизированных или селенизированных полупроводниковых материалов.Поверхность также покрыта влагостойкой смолой, обладающей фотопроводящим эффектом. Принцип работы фоторезистора основан на внутреннем фотоэлектрическом эффекте, то есть выводы электродов устанавливаются на обоих концах полупроводникового светочувствительного материала, а фоторезистор формируется путем его упаковки в корпус трубки с прозрачным окном. Для повышения чувствительности два электрода часто имеют гребенчатую форму.

Проводимость полупроводника зависит от количества носителей в зоне проводимости полупроводника.Когда фоторезистор освещен, электроны в валентной зоне поглощают энергию фотонов, а затем переходят в зону проводимости и становятся свободными электронами. В то же время образуются дыры. Появление электронно-дырочной пары уменьшает удельное сопротивление. Чем сильнее свет, тем больше фотогенизированных электронно-дырочных пар и тем ниже значение сопротивления. Когда на фоторезистор подается напряжение, ток, протекающий через фоторезистор, увеличивается с увеличением освещенности.Падающий свет исчезает, пара электрон-дырка постепенно рекомбинирует, сопротивление постепенно возвращается к исходному значению, а ток постепенно уменьшается.

Фоторезистор очень чувствителен к свету. Когда нет света, фоторезистор находится в состоянии высокого сопротивления, а сопротивление в темноте обычно составляет до 1,5 МОм. Когда есть свет, в материале возбуждаются свободные электроны и дырки, и величина его сопротивления уменьшается. По мере увеличения интенсивности света значение сопротивления быстро уменьшается, а значение яркого сопротивления может составлять всего 1 кОм или меньше.

Световые характеристики фоторезистора в большинстве случаев нелинейны, линейны только в небольшом диапазоне, а значение сопротивления фоторезистора имеет большой разброс (изменение сопротивления, неравномерность большого диапазона).

Чувствительность фоторезистора относится к относительному изменению значения сопротивления (темновое сопротивление) фоторезистора, когда он не подвергается воздействию света, и значения сопротивления (яркого сопротивления), когда он подвергается воздействию света. Отношение темнового сопротивления к световому сопротивлению фоторезистора составляет около 1500: 1.Чем больше сопротивление темноте, тем лучше. Подайте на фоторезистор напряжение смещения постоянного или переменного тока. Фоторезистор MG подходит для видимого света. Он в основном используется в различных схемах автоматического управления, фотоэлектрическом подсчете, фотоэлектрическом слежении, электрических лампах управления освещением, автоматическом экспонировании камер и схемах автоматического управления яркостью цветных телевизоров.

V. Классификация

Разделен на материал полупроводника: собственный фоторезистор, фоторезистор с примесью.Последний имеет стабильную работу и хорошие характеристики, поэтому используется чаще всего.

По спектральным характеристикам фоторезистор можно разделить на три типа фоторезисторов:

1. Ультрафиолетовый фоторезистор: более чувствителен к ультрафиолетовому свету, включая фоторезисторы из сульфида кадмия, селенида кадмия и т. Д.

2. Инфракрасный фоторезистор: в основном сульфид свинца, теллурид свинца, селенид свинца. Фоточувствительные резисторы, такие как антимонид индия, широко используются в наведении ракет, астрономическом обнаружении, бесконтактном измерении, обнаружении повреждений человека, инфракрасной спектроскопии, инфракрасной связи и другой защите, научных исследованиях, промышленном и сельскохозяйственном производстве.

3. Фоторезисторы видимого света: в том числе фоторезисторы на основе селена, сульфида кадмия, селенида кадмия, теллурида кадмия, арсенида галлия, кремния, германия и сульфида цинка. Он в основном используется в различных фотоэлектрических системах управления, таких как фотоэлектрическое автоматическое открытие и закрытие порталов, автоматическое включение и выключение навигационных огней, уличных фонарей и других систем освещения, автоматическое водоснабжение и автоматические устройства остановки воды, механические автоматические устройства защиты и «детекторы положения», устройство автоматической экспозиции камеры, фотоэлектрический счетчик, дымовая сигнализация, фотоэлектрическая система слежения и т.

VI. Приложение

Фоторезистор представляет собой полупроводниковое светочувствительное устройство. Помимо высокой чувствительности, быстрой скорости отклика, хороших спектральных характеристик и хорошей стабильности значения r, он может поддерживать высокую стабильность и надежность в суровых условиях с высокой температурой и влажностью, что может широко использоваться в камерах, солнечных садовых светильниках, фонари для газонов, детекторы валют, кварцевые часы, музыкальные чашки, подарочные коробки, мини-ночные светильники, светоакустические переключатели управления, автоматические переключатели уличных фонарей и различные игрушки для управления светом, управление освещением, лампы и другие автоматические переключатели света Поле управления.Ниже приведены несколько типичных схем применения.

1. Схема регулирования яркости

Рис. 4. Типовая схема регулировки яркости света

На рисунке 4 показана типичная схема регулировки яркости с управлением освещением. Его принцип работы: когда окружающий свет становится слабым, сопротивление фоторезистора увеличивается, так что разделенное напряжение, приложенное к конденсатору C, увеличивается, а затем достигается цель увеличения напряжения на лампе. И наоборот, если окружающий свет становится ярче, значение сопротивления RG уменьшится, что приведет к уменьшению угла проводимости тиристора, и одновременно уменьшится напряжение на лампе.

Выпрямительный мост, указанный в приведенной выше схеме, должен представлять собой пульсирующее напряжение постоянного тока, которое не может быть отфильтровано конденсатором в плавное постоянное напряжение.

2. Выключатель света

Существует множество форм управляемых светом схем переключения с релейным выходом, которые используют фоторезисторы в качестве основных компонентов, таких как самоблокирующееся яркое возбуждение, темное возбуждение, прецизионное световое возбуждение и темное возбуждение. Ниже приведены несколько типовых схем.

Рисунок 5. Простая схема переключения реле с темным возбуждением

На рис. 5 представлена ​​простая схема переключения реле с темным возбуждением. Принцип его работы: когда освещенность падает до заданного значения, VT1 включается из-за повышения сопротивления фоторезистора, ток возбуждения VT2 заставляет реле работать, нормально открытый контакт замыкается, а нормально закрытый контакт открывается для управления внешней цепью.

Рисунок 6.прецизионная схема переключателя реле с выдержкой времени с выдержкой времени темнового возбуждения

На рис. 6 показана прецизионная схема реле с выдержкой времени с возбуждением в темноте. Его принцип работы: когда освещенность падает до установленного значения, потенциал инвертирующего вывода микросхемы операционного усилителя увеличивается из-за увеличения сопротивления фоторезистора, и его выход возбуждает VT для включения. Ток возбуждения VT заставляет реле работать, а нормально открытый контакт замыкается. Нормально замкнутый контакт размыкается для управления внешней цепью.

VII. Достоинства и недостатки

1. Преимущество

(1) Внутренний фотоэлектрический эффект не имеет ничего общего с электродом (связан только с фотодиодом), то есть может использоваться источник питания постоянного тока;

(2) Чувствительность зависит от материала полупроводника и длины волны падающего света;

(3) с эпоксидным покрытием, хорошая надежность, малый объем, малая чувствительность, быстрый отклик, хорошие спектральные характеристики.

2. Недостаток

(1) Плохая линейность фотоэлектрического преобразования при сильном освещении;

(2) Процесс фотоэлектрической релаксации более длительный. Другими словами, после облучения светом фотопроводимость полупроводников постепенно увеличивается со временем освещения и достигает установившегося значения через некоторый период времени. После выключения света фотопроводимость постепенно снижается;

(2) Частотная характеристика (способность устройства обнаруживать световые сигналы, которые быстро меняются) очень низкая;

(2) Он сильно зависит от температуры, и скорость отклика невысока.Между мс и с на время задержки влияет интенсивность падающего света (у фотодиода нет этого недостатка, фотодиод имеет более высокую чувствительность, чем фоторезистор).

Ⅷ. Часто задаваемые вопросы

1 Кто изобрел фоторезистор?

Уиллоуби Смит

Идея фоторезистора возникла, когда Уиллоуби Смит в 1873 году открыл фотопроводимость в селене. Тогда было создано множество вариантов фотопроводящих устройств.

2 Фоторезистор аналоговый или цифровой?

Фоторезистор — это принципиально аналоговый компонент. Обычно они используются с последовательным постоянным резистором для создания источника переменного напряжения.

3 LDR активен или пассивен?

Фоторезистор (LDR для уменьшения сопротивления света, или светозависимый резистор, или фотопроводящий элемент) — это пассивный компонент, который снижает сопротивление относительно получения яркости (света) на чувствительной поверхности компонента.

4 Одинаковы ли фотодиод и LDR?

LDR — это светозависимое сопротивление, фоторезистор идентичен ldr, но фотодиод — это диод, подключенный с обратной поляризацией, проводимость которого изменяется в зависимости от света. Фотодиод может измерять очень небольшие изменения интенсивности света. его даже можно использовать для обнаружения различных цветов света.

5 Какие устройства используют LDR?

Эти резисторы используются в качестве датчиков освещенности, а применение LDR в основном включает в себя будильники, уличные фонари, измерители интенсивности света, цепи охранной сигнализации.

Ⅸ. Вывод

Фоторезистор является важным элементом фотоэлектрического преобразования. С быстрым развитием электронных информационных технологий и постоянным повышением требований к характеристикам электронных компонентов автоматизация производства фоторезисторов значительно ускорит развитие индустриализации.

Артикул Рекомендуемый:

Что такое переменный резистор?

Работа, взаимодействие и применение — Уроки DIY

Введение

LDR — это крошечные светочувствительные устройства, также известные как фоторезисторы.LDR — это резистор, сопротивление которого изменяется при изменении количества падающего на него света. Сопротивление LDR уменьшается с увеличением интенсивности света. Это свойство позволяет нам использовать их для создания светочувствительных цепей. Узнайте, что такое LDR, как он работает, как взаимодействовать с Evive и программировать его в PictoBlox — нашей платформе графического программирования на основе блоков Scratch с расширенными возможностями взаимодействия с оборудованием, и, наконец, какие захватывающие проекты DIY вы можете реализовать с помощью LDR, доступного в Evive Starter Kit.

Для работы с PictoBlox сначала необходимо загрузить его ЗДЕСЬ.

Готовы? Набор. Идти!

Что такое LDR или фоторезистор?

Давайте начнем с понимания, что такое LDR и как работает LDR.

LDR — это аббревиатура от Light Dependent Resistor . LDR — это крошечные светочувствительные устройства, также известные как фоторезисторы . LDR — это резистор, сопротивление которого изменяется при изменении количества падающего на него света. Сопротивление LDR уменьшается с увеличением интенсивности света, и наоборот.Это свойство позволяет нам использовать их для создания светочувствительных цепей. C

Для использования LDR мы всегда должны делать схему делителя напряжения. Когда значение сопротивления LDR увеличивается по сравнению с фиксированным сопротивлением, напряжение на нем также увеличивается.

Что такое сигналы?

Но прежде чем двигаться дальше, давайте немного поговорим о сигналах.

Сигнал — это все, что несет какую-то информацию. Это может быть действие, звук или тип движения.
Любой сигнал можно классифицировать как:

1. Аналоговый сигнал
2. Цифровой сигнал

Аналоговый сигнал

Аналоговый сигнал — это сигнал, который представляет ВСЕХ возможных значений в заданном диапазоне, поскольку он изменяется во времени; это аналогично изменяющейся во времени величине, которую оно представляет.

Цифровой сигнал

Напротив, цифровой сигнал — это сигнал, который представляет величину как серию из прерывистых значений.Цифровой сигнал может представлять только 2 значения: « HIGH » и « LOW ».

LDR — аналогичное устройство; его сопротивление изменяется постепенно, а не скачкообразно,

Взаимодействие LDR с Evive

Теперь, когда у нас есть небольшое представление о том, как работает LDR, давайте посмотрим, как связать его с evive и увидеть в действии.

1. Последовательно подключите LDR и резистор 4,7 кОм.
2. Подключите вывод 5V к первой ножке LDR.
3. Подключите заземляющий контакт к концу резистора.
4. Подключите общую ножку LDR и резистор к выводу A0 на evive.

Визуализация значений LDR на экране Evive

Теперь, когда мы подключили LDR к Evive, давайте визуализируем изменение сопротивления LDR на мониторе состояния выводов evive.

1. Включите evive. В его меню перейдите к монитору состояния закрепления.
2. Выберите состояния аналоговых выводов.
3. Обратите внимание на значение перед выводом A0.По мере уменьшения освещенности значение также уменьшается.

Работа с LDR в реальном времени

Что такое фоторезистор?

Фоторезистор — это светозависимый резистор, который медленно теряет свое сопротивление при воздействии высоких уровней ультрафиолетового света. В результате фоторезисторы преобразуют световую энергию в электрическую. Фоторезисторы используются в самых разных устройствах для обнаружения наличия света, управления устройством или активации системы.Обычно они зависят от внешних источников света, хотя их можно подключить к системе, которая излучает собственный свет. Фоторезисторы обычно изготавливаются из сульфида кадмия, но могут быть смешаны с примесями, чтобы позволить более низким частотам света запускать фотоэлектрическое устройство.

Как работает фоторезистор

Фоторезисторы

изготовлены из высокопрочных полупроводников, чувствительных к высоким фотонным частотам. Когда фотоны (легкие частицы) вступают в контакт с полупроводником, они заставляют электроны, которые были связаны с металлом, переходить на другой кусок полупроводника.Чем больше фотонов попадает в полупроводник, тем больше электронов выбрасывается. Это создает очень эффективный токопроводящий поток электричества, который проходит через полупроводник только в присутствии света.

Приложения

Фоторезисторы

используются для самых разных целей, для всех из которых требуется свет, чтобы определить, должно ли устройство быть включено, выключено или установлено в определенное положение. Фоторезисторы отвечают за включение / выключение уличных фонарей и измерение количества света, улавливаемого камерой.Они также используются в некоторых типах будильников и часов. Фоторезисторы используются в динамических компрессорах для управления снижением усиления и могут быть откалиброваны для реагирования на инфракрасный свет.

Преимущества

Фоторезисторы

имеют несколько важных преимуществ, которые отличают их от других устройств. Они полностью зависят от того, сколько света они получают. Это означает, что внешние силы не будут мешать устройствам, к которым они подключены. Фоторезистор также очень прост, потому что это просто полупроводник с проводящим каналом, подключенным к одному концу, чтобы передавать ток от полупроводника к внешнему устройству, которое он питает.

Они достаточно малы, чтобы поместиться практически в любое электронное устройство, и используются во всем мире в качестве базового компонента во многих электрических системах. Кроме того, фоторезисторы просто спроектированы и сделаны из широко доступных материалов, что позволяет производить сотни тысяч единиц каждый год.

Недостатки

Существуют разные типы фоторезисторов, каждый из которых имеет свои недостатки, но у них есть несколько общих недостатков.Большинство фоторезисторов не могут определять низкий уровень освещенности и могут не работать в определенных условиях или обстоятельствах. Фоторезисторы также медленно реагируют на новые уровни света, и на распознавание изменений может потребоваться до нескольких секунд. Это связано с тем, что электроны все еще движутся через полупроводник, и им требуется несколько секунд, чтобы замедлиться или ускориться.

Обзоры на переключатель фоторезистор

— интернет-магазины и отзывы на переключатель фоторезистор на AliExpress

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для выключателя фоторезистора.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот лучший фоторезисторный переключатель в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели переключатель фоторезистора на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в переключателе фоторезисторов и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести переключатель фоторезистора по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Фоторезистор

Википедия

Фоторезистор (также известный как светозависимый резистор , LDR или фотопроводящий элемент ) представляет собой пассивный компонент, который снижает сопротивление по отношению к получению яркости (света) на чувствительной поверхности компонента.Сопротивление фоторезистора уменьшается с увеличением интенсивности падающего света; другими словами, он проявляет фотопроводимость. Фоторезистор может применяться в схемах светочувствительных детекторов и в схемах переключения, активируемых светом и темнотой, действующих как резистивный полупроводник. В темноте фоторезистор может иметь сопротивление до нескольких мегаом (МОм), а на свету фоторезистор может иметь сопротивление всего несколько сотен Ом. Если свет, падающий на фоторезистор, превышает определенную частоту, фотоны, поглощаемые полупроводником, дают связанным электронам достаточную энергию для прыжка в зону проводимости.Полученные в результате свободные электроны (и их дырочные партнеры) проводят электричество, тем самым снижая сопротивление. Диапазон сопротивления и чувствительность фоторезистора могут существенно различаться для разных устройств. Более того, уникальные фоторезисторы могут существенно по-разному реагировать на фотоны в определенных диапазонах длин волн.

Фотоэлектрическое устройство может быть внутренним или внешним. Собственный полупроводник имеет свои собственные носители заряда и не является эффективным полупроводником, например кремний.Во внутренних устройствах единственные доступные электроны находятся в валентной зоне, и, следовательно, фотон должен иметь достаточно энергии, чтобы возбуждать электрон во всей запрещенной зоне. Внешние устройства содержат примеси, также называемые легирующими добавками, энергия основного состояния которых ближе к зоне проводимости; поскольку электроны не должны так далеко прыгать, фотонов с более низкой энергией (то есть с большей длиной волны и более низкой частотой) достаточно для срабатывания устройства. Если в образце кремния некоторые атомы заменены атомами фосфора (примесями), будут доступны дополнительные электроны для проводимости.Это пример внешнего полупроводника. ^[1]

Соображения по конструкции []

Три фоторезистора со шкалой в мм Большой фотоэлемент CdS от уличного фонаря.

Фоторезистор менее светочувствителен, чем фотодиод или фототранзистор. Последние два компонента являются настоящими полупроводниковыми приборами, а фоторезистор — это активный компонент, не имеющий PN-перехода. Фоторезистор любого фоторезистора может широко варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды, что делает их непригодными для приложений, требующих точного измерения или чувствительности к фотонам света.

Фоторезисторы также демонстрируют определенную задержку между воздействием света и последующим уменьшением сопротивления, обычно около 10 миллисекунд. Время задержки при переходе от освещенного к темному окружению еще больше, часто до одной секунды. Это свойство делает их непригодными для распознавания быстро мигающих огней, но иногда используется для сглаживания реакции сжатия аудиосигнала. ^[2]

Приложения []

Внутренние компоненты фотоэлектрического регулятора типичного американского уличного фонаря.Фоторезистор обращен вправо и контролирует, протекает ли ток через нагреватель, размыкающий основные силовые контакты. Ночью обогреватель остывает, замыкая силовые контакты, запитывая уличный фонарь.

Фоторезисторы бывают разных типов. Недорогие элементы из сульфида кадмия (CdS) можно найти во многих потребительских товарах, таких как фотометры, радиочасы, устройства сигнализации (в качестве детектора светового луча), ночники, уличные часы, солнечные уличные фонари, солнечные дорожные стойки и т. Д. .

Фоторезисторы можно размещать в уличных фонарях для контроля включения света. Окружающий свет, падающий на фоторезистор, вызывает выключение уличного фонаря. Таким образом обеспечивается экономия энергии за счет включения света только в темное время суток.

Фоторезисторы или LDR также используются в лазерных системах безопасности для обнаружения изменения интенсивности света, когда человек / объект проходит через лазерный луч.

Они также используются в некоторых динамических компрессорах вместе с небольшой лампой накаливания или неоновой лампой, или светоизлучающим диодом для управления снижением усиления.Обычное использование этого приложения можно найти во многих гитарных усилителях, которые включают встроенный эффект тремоло, поскольку колеблющиеся световые узоры управляют уровнем сигнала, проходящего через схему усилителя.

Использование фоторезисторов CdS и CdSe ^[3] строго ограничено в Европе из-за запрета RoHS на кадмий.

Сульфид свинца (PbS) и антимонид индия (InSb) LDR (светозависимые резисторы) используются для средней инфракрасной области спектра. Фотопроводники Ge: Cu являются одними из лучших доступных детекторов дальнего инфракрасного диапазона и используются для инфракрасной астрономии и инфракрасной спектроскопии.