Принцип действия фоторезистора. Фоторезистор: устройство, принцип работы, характеристики и применение

Что такое фоторезистор. Как устроен и работает фоторезистор. Какие бывают основные характеристики фоторезисторов. Где применяются фоторезисторы в электронике и автоматике. Преимущества и недостатки фоторезисторов.

Содержание

Что такое фоторезистор и как он устроен

Фоторезистор — это полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от интенсивности падающего на него света. Основные элементы конструкции фоторезистора:

Полупроводниковый светочувствительный слой
Два металлических электрода
Подложка
Защитное покрытие

В качестве полупроводникового материала чаще всего используются сульфид кадмия, селенид кадмия, сульфид свинца. От выбора материала зависит спектральная чувствительность фоторезистора.

Принцип работы фоторезистора основан на внутреннем фотоэффекте — изменении электропроводности полупроводника под действием света. При освещении в полупроводнике генерируются дополнительные носители заряда, что приводит к уменьшению его сопротивления.

Основные характеристики фоторезисторов

Ключевыми параметрами, характеризующими свойства фоторезисторов, являются:

Темновое сопротивление — сопротивление фоторезистора при отсутствии освещения
Световое сопротивление — сопротивление при заданном уровне освещенности
Кратность изменения сопротивления — отношение темнового сопротивления к световому
Интегральная чувствительность — отношение изменения тока через фоторезистор к изменению падающего светового потока
Спектральная характеристика — зависимость чувствительности от длины волны падающего излучения

Важной особенностью фоторезисторов является наличие инерционности — их сопротивление изменяется с некоторой задержкой после изменения освещенности. Это ограничивает их применение в быстродействующих схемах.

Где применяются фоторезисторы

Основные области применения фоторезисторов включают:

Датчики освещенности и сумеречные выключатели
Системы автоматического управления освещением
Экспонометры фотоаппаратов
Детекторы пламени и дыма
Счетчики предметов на конвейерах
Устройства сортировки по цвету
Оптические энкодеры

Фоторезисторы широко используются в бытовой технике, промышленной автоматике, охранных системах, полиграфии и других областях, где требуется контроль освещенности или наличия предметов.

Преимущества и недостатки фоторезисторов

К достоинствам фоторезисторов можно отнести:

Простота конструкции
Низкая стоимость
Высокая чувствительность
Широкий диапазон рабочих температур
Отсутствие полярности при подключении

Основные недостатки:

Нелинейность световой характеристики
Зависимость параметров от температуры
Инерционность
Разброс параметров у разных экземпляров

Несмотря на недостатки, простота и дешевизна фоторезисторов обеспечивают их широкое применение во многих областях электроники и автоматики.

Как проверить исправность фоторезистора

Проверить работоспособность фоторезистора можно с помощью обычного мультиметра в режиме измерения сопротивления. Алгоритм проверки следующий:

Измерить сопротивление фоторезистора при нормальном освещении
Закрыть фоторезистор от света и измерить сопротивление
Направить на фоторезистор яркий свет и снова измерить сопротивление

У исправного фоторезистора сопротивление должно существенно увеличиваться при затемнении и уменьшаться при ярком освещении. Если значительных изменений сопротивления не наблюдается, фоторезистор неисправен.

Как рассчитать схему с фоторезистором

При проектировании схем с фоторезисторами необходимо учитывать следующие моменты:

Выбрать фоторезистор с подходящим диапазоном сопротивлений и спектральной характеристикой
Рассчитать делитель напряжения с учетом минимального и максимального сопротивления фоторезистора
Обеспечить температурную стабилизацию схемы
При необходимости добавить компаратор для формирования четкого порога срабатывания

Для повышения точности и стабильности работы рекомендуется использовать операционные усилители или специализированные микросхемы обработки сигналов с фоторезисторов.

5.1.1. Принцип действия | Электротехника

Фоторезистор – это полупроводниковый резистор, действие которого основано на фоторезистивном эффекте.

В фоторезисторах используется явление изменения сопротивления вещества под действием инфракрасного, видимого или ультрафиолетового излучения. Основным элементом их является полупроводниковая пластина, сопротивление которой при освещении изменяется. Механизм возникновения фотопроводимости можно объяснить следующим образом. В затемненном полупроводнике в результате воздействия тепловой энергии имеется небольшое количество подвижных носителей заряда (электронов и дырок). Соответственно полупроводник обладает начальной проводимостью (

σ₀), которая носит название темновой:

где q – заряд электрода; , – концентрация подвижных носителей заряда в полупроводнике в равновесном состоянии.

Под действием света концентрация подвижных носителей заряда увеличивается, причем возможны различные механизмы их генерации. Возрастание концентрации дырок и электронов может происходить за счет того, что кванты электромагнитного излучения возбуждают электроны и переводят их из валентной зоны в зону проводимости.

Кроме того, они могут вызвать переход электронов из валентной зоны на примесные уровни и увеличение только дырочной электропроводности или переход электронов с примесных уровней в зону проводимости и увеличение электронной электропроводности.

Таким образом, в полупроводнике при облучении светом концентрация подвижных носителей заряда увеличивается на величину и и проводимость его резко возрастает:

Изменение электропроводности полупроводника под действием света и есть его фотопроводимость:

Меняя яркость освещения, изменяют фотопроводимость полупроводника.

При включении потока облучающего света интенсивность процесса генерации носителей заряда не сразу достигает стационарного значения, соответствующего интенсивности падающего излучения, а нарастает со временем по экспоненциальному закону:

где – коэффициент поглощения, характеризующий энергию, поглощенную полупроводником;

– квантовый выход, определяющий число носителей заряда, образующихся при поглощении одного фотона; – время жизни неравновесных носителей заряда; N – число фотонов, падающих в секунду на единицу площади.

Если время облучения достаточно велико:

то концентрация неравновесных носителей заряда достигает своего стационарного значения, причем, когда электроны и дырки образуются парами при переходе электронов из валентной зоны в зону проводимости (собственное поглощение энергии полупроводником), число неравновесных дырок равно числу неравновесных электронов:

При примесном поглощении, когда генерируются в основном носители заряда одного знака, возникает или электронная, или дырочная фотопроводимость, причем в переходных режимах она также изменяется по экспоненциальному закону. Если выключить облучающий поток света, то изменение концентрации неравновесных носителей заряда при

описывается выражением:

Явление постепенного изменения при включении и выключении облучающего потока называют релаксацией фотопроводимости.

Отношение числа прошедших во внешней цепи электронов к числу возникших в фоточувствительном слое электронов называют коэффициентом усиления фоторезистора:

_{3 height=41 src=https://electrono. ru/wp-content/image_post/kvant_opt/pic69_5.gif>}.

Произведение подвижности электронов на напряженность электрического поля есть скорость дрейфа электронов, которую можно также представить как расстояние между электродами, деленное на время пролета носителей между электродами (). Поэтому коэффициент усиления фоторезистора можно выразить и в таком виде:

Если в полупроводниковом фоточувствительном слое есть примеси, являющиеся ловушками захвата для неосновных носителей заряда (сенсибилизирующие или очувствляющие примеси), то захват неосновных носителей этими ловушками может существенно (на несколько порядков) увеличить эффективное время жизни неравновесных основных носителей.

В этом случае время жизни может значительно превышать время пролета носителей между электродами. Когда один из электронов достигает положительного электрода, другой электрон входит в полупроводниковый слой из отрицательного электрода для сохранения электрической нейтральности объема полупроводника, в котором осталась нескомпенсированная положительно заряженная ловушка захвата. Таким образом, поглощение одного фотона может служить причиной прохождения через фоторезистор многих электронов.

Введение сенсибилизирующих примесей, приводя к увеличению эффективного времени жизни основных носителей, вызывает снижение быстродействия фоторезистора.

Общая электротехника с основами электроники

Попов В. С., Николаев С. А. Общая электротехника с основами электроники, М., «Энергия», 1972, — 504 c.

В книге рассмотрены электрические цепи, электрические машины и трансформаторы, электротехнические намерения и приборы, электропривод и аппаратура управления, передача и распределение электрической энергии, электронные лампы, газоразрядные приборы, полупроводниковые приборы, фотоэлектрические приборы, усилители и генераторы,

Книга предназначена для учащихся техникумов неэлектротехнических специальностей.

Предисловие
Введение
Часть первая. Общая электротехника
1-1. Основные понятия
1-2. Электрическое напряжение. Потенциал
1-3. Электропроводность
1-4. Электрическая емкость. Конденсаторы
1-5. Соединение конденсаторов
1-6. Энергия электрического поля
1-8. Электроизоляционные материалы
Глава вторая. Электрические цепи постоянного тока
2-1. Электрический ток
2-2. Электрическая цепь и ее элементы
2-3. Закон Ома
2-4. Электрические сопротивление и проводимость
2-5. Зависимость сопротивления от температуры
2-6. Проводниковые материалы
2-7. Работа и мощность
2-8. Преобразование электрической энергии в тепловую
2-9. Электрическая нагрузка проводов и защита их от перегрузки
2-10. Потеря напряжения в проводах
2-11. Первый закон Кирхгофа
2-12. Последовательное соединение сопротивлений — приемников энергии
2-13. Параллельное соединение сопротивлений — приемников энергии
2-14.

Смешенное соединение сопротивлений
2-15. Два режима работы источника питания
2-16. Второй закон Кирхгофа
2-17. Расчет сложных цепей
2-18. Химические источники питания
2-19. Соединение химических источников питания
2-20. Нелинейные электрические цепи
2-21. Лабораторная работа. Потеря напряжения в линии
Глава третья. Электромагнетизм
3-1. Магнитное поле тока. Магнитная индукция. Магнитный поток
3-2. Электромагнитная сила
3-3. Взаимодействие параллельных проводов с токами
3-4. Магнитная проницаемость
3-5. Напряженность магнитного поля. Магнитное напряжение
3-6. Закон полного тока
3-7. Магнитное поле катушки с током
3-8. Ферромагнетики, их намагничивание и перемагничивание
3-9. Ферромагнитные материалы
3-10. Магнитная цепь и ее расчет
3-11. Электромагниты
3-12. Электромагнитная индукция
3-13. Принцип работы электрического генератора
3-14. Принцип работы электродвигателя
3-15. Вихревые токи
3-16.

Индуктивность. Электродвижущая сила самоиндукции
3-17. Энергия магнитного поля
3-18. Взаимная индуктивность
Глава четвертая. Электрические машины постоянного тока
4-1. Назначение машин постоянного тока
4-2. Устройство машины постоянного тока
4-3. Принцип работы машины постоянного тока
4-4. Устройство обмотки якоря
4-5. Электродвижущая сила обмотки якоря
4-6. Электромагнитный момент на валу машины
4-7. Механическая мощность машины постоянного тока
4-8. Реакция якоря машины постоянного тока
4-9. Коммутация тока
4-10. Понятие о номинальных данных и характеристиках электрических машин
4-11. Генератор с независимым возбуждением
4-12. Генератор с параллельным возбуждением
4-13. Генератор со смешанным возбуждением
4-14. Электродвигатели постоянного тока
4-15. Электродвигатель с параллельным возбуждением
4-16. Электродвигатель с независимым возбуждением
4-17. Электродвигатели с. последовательным и со смешанным возбуждением
4-18.

Потери и коэффициент полезного действия
4-19. Лабораторная работа. Электродвигатель с параллельным возбуждением
4-20. Лабораторная работа. Генератор с параллельным возбуждением
Главе пятая. Основные понятия, относящиеся к переменным токам
5-1. Переменный ток
5-2. Получение синусоидальной э. д. с.
5-3. Сдвиг фаз
5-4. Действующие значения тока и напряжения
5-5. Векторная диаграмма
Глава шестая. Цепи переменного тока
6-1. Особенности цепей переменного тока
6-2. Цепь с сопротивлением
6-3. Цепь с индуктивностью
6-4. Цепь с активным сопротивлением и индуктивностью
6-5. Неразветвленная цепь с активными сопротивлениями и индуктивностями
6-6. Разветвленная цепь с активными сопротивлениями и индуктивностями
6-7. Цепь с емкостью
6-8. Колебательный контур
6-9. Резонанс напряжений
6-10. Резонанс токов
6-11. Коэффициент мощности
6-12. Активная и реактивная энергия
6-13. Лабораторная работа. Цепь переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью
6-14.

Лабораторная работа. Параллельное соединение катушки и конденсатора
Глава седьмая. Трехфазные цепи
7-1. Трехфазные системы
7-2. Соединение обмоток генератора звездой
7-3. Соединение обмоток генератора треугольником
7-4. Соединение приемников энергии звездой
7-5. Соединение приемников энергии треугольником
7-6. Лабораторная работа. Трехфазные цепи
Глава восьмая. Электротехнические измерения и приборы
8-1. Основные понятия
8-2. Классификация электроизмерительных приборов
8-3. Измерительные механизмы приборов
8-4. Измерение тока и напряжения
8-5. Измерение мощности
8-6. Измерение электрической энергии
8-7. Измерение сопротивлений
8-8. Измерение неэлектрических величин электрическими методами
8-9. Лабораторная работа. Измерение сопротивлений
8-10. Лабораторная работа. Поверка индукционного счетчика
8-11. Лабораторная работа. Измерение мощности в трехфазной цепи
Глава девятая. Трансформаторы
9-1. Назначение трансформаторов
9-2.

Принцип действия и устройство однофазного трансформатора
9-3. Холостой ход однофазного трансформатора
9-4. Работа нагруженного трансформатора и диаграмма магнитодвижущих сил (м. д. с.)
9-5. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке
9-6. Мощность потерь в обмотках нагруженного трансформатора
9-7. Трехфазный трансформатор
9-8. Регулирование напряжения трансформаторов
9-9. Автотрансформаторы
9-10. Трансформаторы для дуговой электросварки
9-11. Измерительные трансформаторы
9-12. Коэффициент полезного действия трансформатора
9-13. Нагрев и охлаждение трансформаторов
9-14. Лабораторная работа. Однофазный трансформатор
Глава десятая. Электрические машины переменного тока
10-1. Назначение машин переменного тока. Асинхронные электродвигатели
10-2. Получение вращающегося магнитного поля
10-3. Обмотка статора асинхронного электродвигателя
10-4. Обмотка ротора асинхронного двигателя
10-5. Принцип действия асинхронного двигателя
10-6.

Электродвижущие силы в обмотках статора и ротора
10-7. Сопротивления обмотки ротора
10-8. Токи в обмотке ротора
10-9. Вращающий момент двигателя
10-10. Пуск в ход асинхронных двигателей
10-11. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
10-12. Однофазный асинхронный двигатель
10-13. Потери и к. п. д. асинхронного двигателя
10-14. Синхронные машины
10-15. Универсальный коллекторный двигатель
10-16. Лабораторная работа. Трехфазный асинхронный электродвигатель
Глава одиннадцатая. Электропривод и аппаратура управления
11-1. Система электропривода
11-2. Нагрев и охлаждение электрических машин
11-3. Выбор мощности двигателя при продолжительном режиме
11-4. Выбор мощности двигателя при кратковременном режиме
11-5. Выбор мощности двигателя при повторно-кратковременном режиме
11-6. Рубильники
11-7. Пакетные выключатели
11-8. Реостаты для пуска и регулирования электродвигателей
11-9. Контроллеры
11-10. Плавкие предохранители
11-11.

Автоматические воздушные выключатели
11-12. Контакторы
11-13. Реле
11-14. Схема управления асинхронным двигателем с помощью реверсивного магнитного пускателя
11-15. Схема включения двухскоростного асинхронного двигателя
11-16. Автоматический пуск асинхронного двигателя с кольцами
11-17. Автоматический пуск двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением
11-18. Лабораторная работа. Сборка и проверка работы схемы релейноконтакторного управления трехфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором
Глава двенадцатая. Передача и распределение электрической энергии
12-1. Схемы электроснабжения промышленных предприятий.
12-2. Трансформаторные подстанции и распределительные устройства промышленных предприятий
12-3. Электрические сети промышленных предприятий
12-4. Защитное заземление
Часть вторая. Основы промышленной электроники
13-1. Классификация и применение электронных приборов
13-2. Движение электронов в электрическом поле
13-3.

Движение электронов в магнитном поле
13-4. Электронная эмиссия
13-5. Катоды электровакуумных приборов
13-6. Двухэлектродные электронные лампы — диоды
13-7. Применение двухэлектродных ламп
Глава четырнадцатая. Трехэлектродные лампы. Четырех- и пятиэлектродные лампы. Усилители
14-1. Устройство и принцип работы триода
14-2. Статические характеристики триода
14-3. Параметры триода
14-4. Простейший каскад усиления
14-5. Характеристики и параметры простейшего каскада усиления
14-6. Типы триодов
14-7. Четырехэлектродные лампы — тетроды
14-8. Пятиэлектродные лампы — пентоды
14-9. Комбинированные и многосеточные лампы. Типы ламп
14-10. Общие понятия, относящиеся к усилителям
14-11. Режимы работы усилителей
14-12. Многокаскадные ламповые усилители
14-13. Обратная связь в усилителях
14-14. Лабораторная работа. Снятие анодных и анодно-сеточных характеристик триода и определение по ним статических параметров
14-15. Лабораторная работа.

Снятие частотных характеристик усилителя напряжения низкой частоты
Глава пятнадцатая. Газоразрядные приборы и их применение
15-1. Виды газового разряда и его вольт-амперная характеристика
15-2. Ионные приборы с несамостоятельным дуговым разрядом
15-3. Приборы с тлеющим разрядом
15-4. Ионные приборы с самостоятельным дуговым разрядом
15-5. Обозначения газоразрядных приборов
15-6. Лабораторная работа. Снятие анодносеточных и пусковых характеристик тиратрона
Глава шестнадцатая. Электронные генераторы. Осциллографы
16-1. Генераторы синусоидальных напряжений
16-2. Зарядка и разряд конденсатора
16-3. Релаксационные генераторы (генераторы пилообразного напряжения)
16-4. Мультивибраторы
16-5. Электроннолучевые трубки
16-6. Электроннолучевой осциллограф
16-7. Обозначения электроннолучевых трубок
16-8. Лабораторная работа. Экспериментальное, определение кривых напряжений в схемах выпрямителей
Глава семнадцатая. Полупроводниковые приборы и их применение
17-1.

Собственная электропроводность полупроводников
17-2. Примесная электропроводность полупроводников
17-3. Полупроводниковый вентиль
17-4. Германиевые и кремниевые диоды
17-5. Меднозакисные и селеновые диоды
17-6. Применение полупроводниковых вентилей и схемы выпрямителей
17-7. Обозначения полупроводниковых диодов
17-8. Кремниевые стабилитроны (опорные диоды)
17-9. Транзисторы
17-10. Применение транзисторов для усиления колебаний
17-11. Схемы включения и характеристики транзисторов
17-12. Обозначения полупроводниковых триодов
17-13. Лабораторная работа. Снятие характеристик транзистора
Глава восемнадцатая. Фотоэлектронные приборы и электронные реле
18-1. Фотоэлементы с внешним фотоэффектом
18-2. Фоторезисторы
18-3. Полупроводниковые фотоэлементы
18-4. Электронные и ионные реле
18-5. Лабораторная работа. Электронное реле — триггер

Устройство

, принцип действия, характеристики

В промышленности и бытовой электронике фоторезисторы используются для измерения освещенности, подсчета величин, определения препятствий и т. д. Его основная цель — преобразовать количество света, падающего на чувствительную область, в полезный электрический сигнал. Затем сигнал может обрабатываться аналоговой, цифровой логикой или схемой на основе микроконтроллера. В этой статье мы расскажем, как устроен фоторезистор и как меняются его свойства под воздействием света.

Основные понятия и устройство
Характеристики фоторезистора
Где используется

Основные понятия и устройство

Фоторезистор — полупроводниковый прибор, сопротивление (если удобно — проводимость) меняется в зависимости от того, насколько освещена его чувствительная поверхность. Конструктивно встречается в различных исполнениях. Наиболее распространенные элементы этой конструкции, как показано на рисунке ниже. В этом случае для работы в специфических условиях можно найти фоторезисторы, заключенные в металлический корпус с окном, через которое свет попадает на чувствительную поверхность. Ниже вы видите его графическое обозначение на схеме.

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

Принцип работы следующий: между двумя токопроводящими электродами находится полупроводник (на рисунке показан красным), когда полупроводник не горит — его сопротивление высокое, до нескольких МОм. При освещении этой области ее проводимость резко возрастает, а сопротивление соответственно уменьшается.

В качестве полупроводников могут быть использованы такие материалы, как сульфид кадмия, сульфид свинца, селенит кадмия и другие. Спектральная характеристика зависит от выбора материала при изготовлении фоторезистора. Простыми словами — диапазон цветов (длин волн) при освещении которых правильно будет изменяться сопротивление элемента. Поэтому выбирая фоторезистор, нужно учитывать, в каком спектре он работает. Например, для УФ-чувствительных элементов нужно подбирать те типы излучателей, спектральные характеристики которых подходят для фоторезисторов. Ниже показан рисунок, описывающий спектральные характеристики каждого из материалов.

Один из часто задаваемых вопросов: «Есть ли полярность в фоторезисторе?» Ответ — нет. Фоторезисторы не имеют p-n перехода, поэтому не имеет значения, в каком направлении течет ток. Проверить фоторезистор можно мультиметром в режиме измерения сопротивления, замерив сопротивление освещенного и затемненного элемента.

Примерную зависимость сопротивления от освещенности вы можете увидеть 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 показано изменение тока при постоянном напряжении, но изменяющейся освещенности :

На третьем графике вы видите зависимость сопротивления от освещенности:

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

Современные фоторезисторы, которые широко используемые в практике самодельщиков, выглядят немного иначе:

Элемент обычно маркируется буквами.

Характеристики фоторезистора

Итак, фоторезисторы имеют основные характеристики, на которые обращают внимание при выборе:

Темновостойкость. Как следует из названия, это сопротивление фоторезистора в темноте, то есть при отсутствии светового потока.
Интегральная светочувствительность — описывает реакцию элемента, изменение тока через него на изменение светового потока. Измеряется при постоянном напряжении в А/лм (или мА, мкА/лм). Его обозначают как S. S = Iph/F, где Iph — фототок, а F — световой поток.

В этом случае указывается фототок. Это разница между темновым током и током освещенного элемента, т. е. та часть, которая возникла за счет эффекта фотопроводимости (то же, что и фоторезистивный эффект).

Примечание: темновое сопротивление, разумеется, характерно для каждой конкретной модели, например, для FSK-G7 — оно составляет 5 МОм, а интегральная чувствительность — 0,7 А/лм.

Помните, что фоторезисторы обладают определенной инерционностью, то есть их сопротивление изменяется не сразу после воздействия светового потока, а с небольшим запаздыванием. (- 5) с). Таким образом, применение фоторезистора в схемах, где требуется быстродействие, ограничено, а зачастую и неоправданно.

Где используется

Когда мы узнали об устройстве и параметрах фоторезисторов, поговорим о том, зачем он нужен на конкретных примерах. Хотя применение фоторезисторов ограничено их быстродействием, область применения не стала меньше.

Сумеречные реле. Их еще называют фотореле – это устройства для автоматического включения света в темное время суток. На схеме ниже показан самый простой вариант такой схемы, на аналоговых компонентах и электромеханическом реле. Недостатком его является отсутствие гистерезиса и возможное возникновение дребезга при запредельных значениях освещенности, вследствие чего реле будет дребезжать или включаться-выключаться при незначительных колебаниях освещенности.
Датчики света. С помощью фоторезисторов можно обнаружить слабый световой поток. Ниже представлена реализация такого устройства на базе ARDUINO UNO.
Тревоги. В таких схемах в основном используются элементы, чувствительные к ультрафиолетовому излучению. Чувствительный элемент подсвечивается излучателем, в случае возникновения между ними препятствия срабатывает сигнализация или исполнительное устройство. Например, турникет в метро.
Датчики присутствия чего-либо. Например, в полиграфии с помощью фоторезисторов можно контролировать обрыв бумажной ленты или количество листов, подаваемых в печатную машину. Принцип работы аналогичен рассмотренному выше. Таким же образом можно учитывать количество изделий, прошедших по конвейерной ленте, или ее размер (при известной скорости).

Мы кратко рассказали о том, что такое фоторезистор, где он применяется и как работает. Практическое применение элемента очень широкое, поэтому описать все особенности в рамках одной статьи достаточно сложно. Если у вас есть вопросы — пишите их в комментариях.

Напоследок рекомендуем посмотреть 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?

Опубликовано: 17.12.2018 Обновлено: 17.12.2018 Пока без коментариев

LDR (светозависимый резистор) или фоторезистор » ElectroDuino

7 августа 2020 г. 12 мая 2022 г.0115 5 мм LDR, Приложения, LDR, Полная форма LDR, Датчик освещенности LDR, Светоуменьшающее сопротивление, Фоторезистор, Конфигурация контактов, Схема контактов, Распиновка, Технические характеристики, Символ, Принцип работы

Привет, друзья! Добро пожаловать в ElectroDuino. Этот блог основан на LDR (светозависимый резистор) или фоторезистор. Здесь мы обсудим, что такое LDR, его полную форму, конфигурацию контактов, символ, принцип работы, спецификацию и приложения.

Что такое LDR или фоторезистор

LDR или фоторезистор — тип переменного резистора, его сопротивление меняется в зависимости от изменения интенсивности света, падающего на его поверхность. Полная форма LDR — Light Decreasing Resistance . Он также известен как фоторезисторные фоторезисторы или просто фотоэлементы .

Светозависимый резистор или фоторезистор работает по принципу « Фотопроводимость ». В основном, когда свет падает на поверхность LDR, его сопротивление уменьшается, а проводимость материала увеличивается. Когда свет не падает на поверхность LDR, его сопротивление увеличивается, а проводимость материала уменьшается.

Конфигурация выводов/разводка светового убывающего сопротивления или фоторезистора

LDR Состоит из двух клемм . Первый вопрос, который приходит в голову новичкам о полярности LDR как и у других двухвыводных компонентов, но у него нет полярности как у простого резистора. это означает, что они могут быть подключены к в любом направлении в цепи.

LDR или клеммы фоторезистора

Символ LDR

Вы увидите различные типы символы используются в разных схемах. Символ LDR так же похож на символ резистора, но имеет направленных внутрь стрелок , что отличается от символа резистора. Стрелками указаны световые сигналы. различные типы символов показаны ниже

Типы LDR или фоторезисторов

Фоторезисторы или LDR подразделяются на два типа в зависимости от материалов, используемых для их изготовления. Это внутренние фоторезисторы и внешние фоторезисторы 9.0003

Собственный фоторезистор изготовлен из нелегированных чистых полупроводниковых материалов, таких как кремний или германий. Когда фотоны попадают на LDR, возбужденные электроны полупроводникового материала перемещаются из валентной зоны в зону проводимости, и количество носителей заряда увеличивается. Таким образом, проводимость материала увеличится, а сопротивление уменьшится.

Внешний фоторезистор изготовлен из полупроводниковых материалов, легированных примесями. Эти примеси создают новую энергетическую зону над существующей валентной зоной, которая заполнена электронами. В результате это уменьшает ширину запрещенной зоны. Таким образом, требуется меньше энергии, чтобы возбудить электроны и переместить их в зону проводимости. Внешние фоторезисторы в основном используются для длинных волн.

Принцип работы LDR

Светозависимый резистор или фоторезистор работает по принципу « Фотопроводимость ». Фотопроводимость — это оптическое явление, когда материал поглощает свет, а его проводимость увеличивается.

Изготовлен из полупроводникового материала с высоким сопротивлением . Он имеет высокое сопротивление, потому что свободных электронов очень мало, и эти свободные электроны могут двигаться за счет внешней энергии.

Когда свет падает или фотоны падают на полупроводниковый материал, электроны в валентной зоне полупроводникового материала возбуждаются в зону проводимости. Когда интенсивность света увеличивается, т.е. фотонов становится больше, значит, энергия будет увеличиваться. Затем ширина запрещенной зоны полупроводникового материала заставляет электронов перепрыгнуть из валентной зоны в зону проводимости. Таким образом, проводимость материала увеличивается на и 9.0019 уменьшение сопротивления .

График зависимости интенсивности света от сопротивления

LDR сопротивление и проводимость зависят от света. Когда интенсивность света увеличивается на поверхности LDR, то его сопротивление уменьшается , а проводимость увеличивается .