Šviesa yra elektromagnetinės spinduliuotės forma. Elektromagnetinis spektras yra padalintas į daugelį juostų, iš kurių Šviesa paprastai reiškia regimąjį spektrą. Tačiau fizikoje gama spinduliai, rentgeno spinduliai, mikrobangos ir radijo bangos taip pat laikomos šviesa. Matomos šviesos spektro bangos ilgis yra 400–700 nanometrų, esantis tarp infraraudonųjų spindulių ir ultravioletinių spindulių. Šviesa neša energiją fotonų pavidalu. Kai šie fotonai liečiasi su kitomis dalelėmis, dėl susidūrimo energija perduodama. Naudojant šį šviesos principą, daug naudingų produktų, tokių kaip Fotodiodai Buvo išrasti fotorezistoriai, saulės kolektoriai ir kt.

Kas yra fotorezistorius?

Fotorezistorius

“tinklo sąsajos kortelė (nic) ”

Šviesa turi bangų dalelių dvilypumą. Tai reiškia, kad šviesa turi ir dalelių, ir bangų prigimtį. Užsidegus šviesai puslaidininkis medžiagos, šviesoje esantys fotonai absorbuojami elektronų ir jie jaudinasi dėl didesnės energijos juostų.

Fotorezistorius yra nuo šviesos priklausomo rezistoriaus tipas, kuris keičia savo varžos vertes, atsižvelgiant į į jį patekusią šviesą. Šie fotorezistoriai linkę mažinti savo varžos vertes, didėjant krentančios šviesos intensyvumui.

Fotorezistoriai eksponuoja fotolaidumas . Tai yra mažiau jautrūs fotoaparatams, palyginti su fotodiodais ir fototransistoriais. Fotorezistoriaus fotorezistyvumas kinta keičiantis aplinkos temperatūrai.

Darbo principas

Fotorezistorius neturi P-N jungties, kaip fotodiodai. Tai pasyvus komponentas. Jie susideda iš didelio atsparumo puslaidininkių medžiagų.

Kai į fotorezistorių patenka šviesa, fotonus absorbuoja puslaidininkinė medžiaga. Fotono energija absorbuojama elektronų. Kai šie elektronai įgyja pakankamai energijos ryšiui nutraukti, jie šokinėja į laidumo juostą. Dėl to fotorezistoriaus varža mažėja. Sumažėjus varžai, laidumas padidėja.

Priklausomai nuo fotorezistoriui naudojamos puslaidininkinės medžiagos tipo, jų atsparumo diapazonas ir jautrumas skiriasi. Jei nėra šviesos, fotorezistorius gali turėti varžos reikšmes megaomais. O esant šviesai, jos varža gali sumažėti iki kelių šimtų omų.

Fotorezistorių tipai

Priklausomai nuo puslaidininkinių medžiagų, naudojamų projektuojant fotorezistorių, savybių, jie skirstomi į du tipus - išorinius ir vidinius fotorezistorius. Šie puslaidininkiai skirtingomis bangos ilgio sąlygomis reaguoja skirtingai.

Vidiniai fotorezistoriai projektuojami naudojant vidines puslaidininkines medžiagas. Šie vidiniai puslaidininkiai turi savo krūvininkus. Jų laidumo juostoje nėra laisvų elektronų. Juose yra skylės valentinės juostos.

Taigi, norint sužadinti vidiniame puslaidininkyje esančius elektronus, nuo valentinės juostos iki laidumo juostos, reikia skirti pakankamai energijos, kad jie galėtų kirsti visą juostos tarpą. Todėl mums reikia didesnės energijos fotonų, kad įjungtų įrenginį. Taigi vidiniai fotorezistoriai yra skirti aukštesnio dažnio šviesai aptikti.

Kita vertus, išoriniai puslaidininkiai formuojami dopinguojant vidinius puslaidininkius su priemaišomis. Šios priemaišos suteikia laisvų elektronų ar skylių laidumui. Šie laisvieji laidininkai yra energijos juostoje arčiau laidumo juostos. Taigi nedidelis energijos kiekis gali paskatinti juos pereiti į laidumo juostą. Išoriniai fotorezistoriai naudojami ilgesnio bangos ilgio ir žemesnio dažnio šviesos aptikimui.

Didesnis šviesos intensyvumas, didesnis fotorezistoriaus atsparumo kritimas. Fotorezistorių jautrumas skiriasi priklausomai nuo naudojamos šviesos bangos ilgio. Kai nėra pakankamo bangos ilgio, pakanka įrenginio, prietaisas nereaguoja į šviesą. Išoriniai fotorezistoriai gali reaguoti į infraraudonųjų spindulių bangas. Būdingi fotorezistoriai gali aptikti aukštesnio dažnio šviesos bangas.

Fotorezistoriaus simbolis

Fotorezistorius-simbolis

Šviesos buvimui ar nebuvimui nurodyti naudojami fotorezistoriai. Jis taip pat parašytas kaip LDR. Paprastai juos sudaro kompaktiniai diskai, Pbs, Pbse ir kt. Šie įrenginiai jautriai reaguoja į temperatūros pokyčius. Taigi, net kai šviesos intensyvumas yra pastovus, fotorezistoriuose galima pastebėti pasipriešinimo pokyčius.

Fotorezistoriaus taikymai

Fotorezistoriaus varža yra netiesinė šviesos intensyvumo funkcija. Fotorezistoriai nėra tokie jautrūs šviesai, kaip fotodiodai ar fototransistoriai. Kai kurios fotorezistorių programos yra tokios:

Jie naudojami kaip šviesos jutikliai.
Jie naudojami matuojant šviesos intensyvumą.
Naktinės šviesos ir fotografijos šviesos matuokliai naudoja fotorezistorius.
Jų delsos ypatybė naudojama garso kompresoriuose ir išoriniuose jutikliuose.
Fotorezistorių taip pat galima rasti žadintuvuose, lauko laikrodžiuose, saulės gatvių lempose ir kt.
Infraraudonųjų spindulių astronomija ir infraraudonųjų spindulių spektroskopija taip pat naudoja fotorezistorius vidutinio infraraudonųjų spindulių spektro matavimui.

Fotorezistorių pagrindu sukurti projektai

Fotorezistoriai buvo patogus prietaisas daugeliui mėgėjų. Yra daug naujų mokslinių darbų ir elektroninių projektų, pagrįstų fotorezistoriais. Fotorezistoriai rado naujų pritaikymų medicinos, įterptosiose ir astronominėse srityse. Kai kurie projektai, sukurti naudojant fotorezistorių, yra šie:

Fotorezistoriaus pagrindu sukurtas studentų sukurtas fotometras ir jo taikymas atliekant kriminalistinę dažų analizę.
Biologiškai suderinamos organinės varžos atminties ir fotorezistoriaus integravimas nešiojamiems vaizdo jutikliams pritaikyti.
Photogate laikas su išmaniuoju telefonu.
Paprastos akustinės optinės dvigubo valdymo grandinės projektavimas ir įgyvendinimas.
Šviesos šaltinio vietos nustatymo sistema.
Mobilus robotas įjungtas garsu ir nukreiptas išoriniu šviesos šaltiniu.
Atvirojo kodo stebėjimo sistemos, skirtos pastatų ir sistemų termodinaminei analizei, projektavimas.
Apsaugos nuo perkaitimo įtaisas.
Elektromagnetinės spinduliuotės aptikimo įtaisas.
Automatinis dviašis saulės energija varomas vejapjovė žemės ūkio darbams.
Vandens drumstumo jutimo mechanizmas naudojant šviesos diodą stebėjimo sistemai vietoje.
Šviesos sukeliama šviečianti klaviatūra sukurta naudojant fotorezistorius.
Naujas elektroninis užraktas naudojant morzės kodą, pagrįstą daiktų internetu.
Gatvių apšvietimo sistema išmaniesiems miestams, naudojant fotorezistorius.
MRT intervencinių prietaisų su kompiuteriu valdomais detonuojamaisiais žymekliais sekimas.
Jie naudojami su šviesa įjungtose žaliuzėse.
Fotorezistoriai taip pat naudojami automatiniam kontrasto ir ryškumo valdymui televizoriuose ir išmaniuosiuose telefonuose.
Projektuojant artumo valdomus jungiklius naudojami fotorezistoriai.

Dėl kadmio draudimo Europoje Cd ir Cdse fotorezistorių naudojimas yra ribojamas. Fotorezistorius galima lengvai įdiegti ir suderinti su mikrovaldikliais.

Šie prietaisai rinkoje yra kaip IC jutikliai. Juos galima įsigyti kaip aplinkos šviesos jutiklius, šviesos į skaitmeninius jutiklius, LDR ir kt.. texas instrumentų pateiktą duomenų lapą. Ar galime naudoti fotorezistorius kaip alternatyvą fotodiodams? Koks skirtumas?