Svetloba je oblika elektromagnetnega sevanja. Elektromagnetni spekter je razdeljen na številne pasove, od katerih se svetloba običajno nanaša na vidni spekter. Toda v fiziki se za svetlobo štejejo tudi gama žarki, rentgenski žarki, mikrovalovi in radijski valovi. Spekter vidne svetlobe ima valovne dolžine v območju od 400 do 700 nanometrov, ki ležijo med spektrom infrardečih žarkov in ultravijoličnim spektrom. Svetloba nosi energijo v obliki fotonov. Ko ti fotoni pridejo v stik z drugimi delci, se energija zaradi trka prenese. Z uporabo tega principa svetlobe je veliko uporabnih izdelkov, kot so Fotodiode , Izumljeni so bili fotorezistorji, sončne celice itd.

Kaj je fotorezistor?

Fotorezistor

“kaj je razvojna plošča ”

Svetloba ima naravo dvojnosti valov-delcev. Kar pomeni, da ima svetloba tako delcem kot valovom naravo. Ko pade svetloba polprevodnik materiala, fotone, prisotne v svetlobi, absorbirajo elektroni in se navdušijo v višje energijske pasove.

Fotorezistor je vrsta od svetlobe odvisnega upora, ki spreminja svoje vrednosti upora glede na svetlobo, ki pada nanj. Ti fotorezistori ponavadi zmanjšujejo vrednosti upora z naraščanjem jakosti vpadne svetlobe.

Razstavljeni fotorezistori fotoprevodnost . Gre za manj občutljive foto naprave v primerjavi s fotodiodami in fototranzistorji. Fotorezistenca fotorezistorja se spreminja s spremembo temperature okolice.

Načelo dela

Fotorezistor nima P-N stika kot fotodiode. Je pasivna komponenta. Ti so sestavljeni iz visoko odpornih polprevodniških materialov.

Ko svetloba vpada na fotorezistor, polprevodniški material absorbira fotone. Energijo iz fotona absorbirajo elektroni. Ko ti elektroni pridobijo dovolj energije za prekinitev vezi, skočijo v prevodni pas. Zaradi tega se upor fotorezistorja zmanjša. Z zmanjšanjem upora se prevodnost poveča.

Glede na vrsto polprevodniškega materiala, ki se uporablja za fotorezistor, se njihov uporni obseg in občutljivost razlikujeta. Če ni svetlobe, ima lahko fotorezistor vrednosti upornosti v megaohmih. In med prisotnostjo svetlobe se lahko njen upor zmanjša na nekaj sto ohmov.

Vrste fotorezistorjev

Glede na lastnosti polprevodniškega materiala, ki se uporablja za oblikovanje fotorezistorja, jih razvrstimo v dve vrsti - zunanji in notranji fotorezistori. Ti polprevodniki različno reagirajo v različnih pogojih valovne dolžine.

Notranji fotorezistorji so zasnovani z uporabo lastnega polprevodniškega materiala. Ti notranji polprevodniki imajo svoje nosilce naboja. V njihovem prevodnem pasu ni prostih elektronov. Vsebujejo luknje v valentnem pasu.

Za vzbujanje elektronov, ki so prisotni v lastnem polprevodniku, od valentnega do prevodnega pasu, je treba zagotoviti dovolj energije, da lahko prečkajo celotno pasovno vrzel. Zato za sprožitev naprave potrebujemo fotone z večjo energijo. Notranji fotorezistorji so zato zasnovani za zaznavanje svetlobe z višjo frekvenco.

Po drugi strani pa zunanji polprevodniki nastanejo z dopiranjem notranjih polprevodnikov z nečistočami. Te nečistoče zagotavljajo proste elektrone ali luknje za prevodnost. Ti prosti vodniki ležijo v energijskem pasu bližje prevodnemu pasu. Tako jih lahko malo energije sproži, da skočijo v prevodni pas. Zunanji fotorezistorji se uporabljajo za zaznavanje daljše valovne dolžine in nižje frekvence svetlobe.

Višja kot je intenzivnost svetlobe, večji padec upora fotorezista. Občutljivost fotorezistorjev se spreminja glede na valovno dolžino uporabljene svetlobe. Ko ni dovolj valovne dolžine, dovolj sproži napravo, naprava ne reagira na svetlobo. Zunanji fotorezistorji lahko reagirajo na infrardeče valove. Notranji fotorezistorji lahko zaznajo višje frekvence svetlobnih valov.

Simbol fotorezistorja

Fotorezistor-simbol

Fotorezistorji se uporabljajo za prikaz prisotnosti ali odsotnosti svetlobe. Zapisan je tudi kot LDR. Običajno jih sestavljajo CD, Pbs, Pbse itd. Te naprave so občutljive na temperaturne spremembe. Torej, tudi če je intenzivnost svetlobe konstantna, je na fotorezistah opazna sprememba upora.

Aplikacije Photoresistorja

Upor fotorezistorja je nelinearna funkcija jakosti svetlobe. Fotorezistorji niso tako občutljivi na svetlobo kot fotodiode ali fototranzistorji. Nekatere aplikacije fotorezistorjev so naslednje:

“kaj je flyback dioda ”

Ti se uporabljajo kot svetlobni senzorji.
Ti se uporabljajo za merjenje jakosti svetlobe.
Merilniki nočne in fotografske svetlobe uporabljajo fotorezistorje.
Lastnost njihove zakasnitve se uporablja v avdio kompresorjih in zunanjem zaznavanju.
Fotorezistorje najdemo tudi v budilkah, zunanjih urah, solarnih uličnih svetilkah itd.
Infrardeča astronomija in infrardeča spektroskopija uporabljata tudi fotorezistorje za merjenje srednje infrardeče spektralne regije.

Projekti na osnovi fotorezistorjev

Fotorezistri so bili priročna naprava za številne ljubitelje ljubiteljev. Na voljo je veliko novih raziskovalnih člankov in elektronskih projektov na osnovi fotorezistorjev. Fotorezistorji so našli novo uporabo na medicinskem, vgrajenem in astronomskem področju. Nekateri projekti, zasnovani s pomočjo fotorezistorja, so naslednji:

Študentski fotometer na osnovi fotorezistorja in njegova uporaba v forenzični analizi barvil.
Integracija biokompatibilnega organskega uporovnega pomnilnika in fotorezistorja za uporabo zaznavnega zaznavanja slike.
Fotografiranje časa s pametnim telefonom.
Načrtovanje in izvedba enostavnega zvočno-dvojnega krmilnega vezja.
Sistem za zaznavanje lokacije svetlobnega vira.
Mobilni robot se je vklopil z zvokom in usmerjeno nadzoroval zunanji vir svetlobe.
Zasnova odprtokodnega nadzornega sistema za termodinamično analizo stavb in sistemov.
Naprava za zaščito pred pregrevanjem.
Naprava za zaznavanje elektromagnetnega sevanja.
Samodejna dvoosna kosilnica na sončni pogon za kmetijsko uporabo.
Mehanizem zaznavanja motnosti vode z uporabo LED za sistem nadzora na kraju samem.
Svetlobna tipkovnica je zasnovana s pomočjo fotorezistorjev.
Nova elektronska ključavnica z Morsejevo kodo, ki temelji na internetu stvari.
Sistem ulične luči za pametna mesta z uporabo fotorezistorjev.
Sledenje MRI intervencijskim napravam z računalniško nadzorovanimi razgradljivimi označevalci.
Uporabljajo se pri senčilih, ki se aktivirajo s svetlobo.
Fotorezistori se uporabljajo tudi za samodejni nadzor kontrasta in svetlosti v televizorjih in pametnih telefonih.
Za načrtovanje stikala z nadzorom bližine se uporabljajo fotoupori.

Zaradi prepovedi kadmija v Evropi je uporaba fotorezistorjev Cd in Cdse omejena. Fotorezistorje je mogoče enostavno implementirati in povezati z mikrokrmilniki.

Te naprave so na trgu na voljo kot IC senzorji. Na voljo so kot senzorji zunanje svetlobe, svetlobni digitalni senzorji, LDR itd. Nekateri priljubljeni izdelki so svetlobni senzor OPT3002, pasivni svetlobni senzor LDR itd. Električne značilnosti, specifikacije itd. OPT3002 najdete v podatkovni list, ki ga zagotavljajo texas tools. Ali lahko uporabimo fotorezistorje kot alternativo fotodiodam? V čem je razlika?