Lys er en form for elektromagnetisk stråling. Det elektromagnetiske spekteret er delt inn i mange bånd som lys vanligvis refererer til det synlige spektrumet. Men i fysikk blir gammastråler, røntgenstråler, mikrobølger og radiobølger også betraktet som lys. Det synlige lysspekteret har bølgelengder i området 400-700 nanometer, som ligger mellom infrarødt strålespektrum og ultrafiolett spektrum. Lys bærer energi i form av fotoner. Når disse fotonene kommer i kontakt med andre partikler, overføres energi på grunn av kollisjonen. Ved å benytte seg av dette lysprinsippet, er mange nyttige produkter som Fotodioder , Fotoresistorer, Solcellepaneler, etc ... ble oppfunnet.

Hva er en fotoresistor?

Fotoresistor

“hva er forskjellen mellom arduino og bringebær pi ”

Lys har bølgepartikkel-dualitet. Noe som betyr at lys har både partikkelignende og bølgelignende natur. Når lyset faller på halvleder materiale absorberes fotoner som er tilstede i lys av elektroner, og de blir begeistret for høyere energibånd.

En fotoresistor er en type lysavhengig motstand som varierer dens motstandsverdier basert på lyset som faller inn på den. Disse fotoresistorer har en tendens til å redusere motstandsverdiene med en økning i intensiteten av det innfallende lyset.

Fotoresistorer stiller ut fotoledningsevne . Dette er mindre fotosensitive enheter sammenlignet med fotodioder og fototransistorer. Fotoresistiviteten til en fotoresistor varierer med endring i omgivelsestemperaturen.

Arbeidsprinsipp

Fotoresistoren har ikke et P-N-kryss som fotodioder. Det er en passiv komponent. Disse består av halvledermaterialer med høy motstand.

Når lys rammer fotoresistoren, absorberes fotoner av halvledermaterialet. Energien fra fotonet blir absorbert av elektronene. Når disse elektronene skaffer seg tilstrekkelig energi til å bryte bindingen, hopper de inn i ledningsbåndet. På grunn av dette reduseres motstanden til fotoresistoren. Med nedgangen i motstand øker konduktiviteten.

Avhengig av typen halvledermateriale som brukes til fotoresistor, varierer deres motstandsområde og følsomhet. I fravær av lys kan fotoresistoren ha motstandsverdier i megaohm. Og under nærvær av lys kan motstanden reduseres til noen få hundre ohm.

Typer fotoresistorer

Avhengig av egenskapene til halvledermaterialet som brukes til å designe en fotoresistor, er disse klassifisert i to typer - ekstrinsiske og indre fotoresistorer. Disse halvlederne reagerer forskjellig under forskjellige bølgelengdeforhold.

Intrinsiske fotoresistorer er designet ved hjelp av Intrinsic semiconductor material. Disse iboende halvlederne har sine egne ladebærere. Ingen ledige elektroner er til stede i ledningsbåndet. De inneholder hull i valensbåndet.

Så, for å begeistre elektroner som er tilstede i en egen halvleder, fra valensbåndet til ledningsbånd, bør det gis tilstrekkelig energi slik at de kan krysse hele båndgapet. Derfor krever vi høyere energifotoner for å utløse enheten. Derfor er iboende fotoresistorer designet for lysfrekvens med høyere frekvens.

På den annen side dannes ekstrinsiske halvledere ved doping av indre halvledere med urenheter. Disse urenhetene gir gratis elektroner eller hull for ledning. Disse ledningene ligger i energibåndet nærmere ledningsbåndet. Dermed kan en liten mengde energi få dem til å hoppe inn i ledningsbåndet. Ekstreme fotoresistorer brukes til å oppdage lengre bølgelengde og lavere frekvenslys.

Høyere lysintensitet, større motstandsfall på fotoresistoren. Følsomheten til fotoresistorer varierer med bølgelengden til det påførte lyset. Når det ikke er tilstrekkelig bølgelengde, nok utløser enheten, reagerer enheten ikke på lyset. Ekstreme fotoresistorer kan reagere på infrarøde bølger. Intrinsiske fotoresistorer kan oppdage lysbølger med høyere frekvens.

Symbol for fotoresistoren

Fotoresistorsymbol

Fotoresistorer brukes til å indikere tilstedeværelse eller fravær av lys. Det er også skrevet som LDR. Disse består vanligvis av CDer, Pbs, Pbse, osv ... Disse enhetene er følsomme for temperaturendringer. Så selv om lysintensiteten holdes konstant, kan endring i motstand sees i fotoresistorer.

Anvendelser av fotoresistor

Motstanden til fotoresistoren er en ikke-lineær funksjon av lysintensiteten. Fotoresistorer er ikke like følsomme for lys som fotodioder eller fototransistorer. Noen av applikasjonene til fotoresistorer er som følger -

Disse brukes som lyssensorer.
Disse brukes til å måle lysintensiteten.
Nattlys og fotolysmålere bruker fotoresistorer.
Deres latensegenskap brukes i lydkompressorer og utenfor sensing.
Fotoresistorer finnes også i vekkerklokker, utendørs klokker, solcelle gatelykt osv.
Infrarød astronomi og infrarød spektroskopi bruker også fotoresistorer for måling av midtinfrarød spektralregion.

Prosjekter basert på fotoresistorer

Fotoresistorer har vært en nyttig enhet for mange hobbyfolk. Mange nye forskningsartikler og elektroniske prosjekter basert på fotoresistorer er tilgjengelige. Fotoresistorer har funnet nye applikasjoner innen medisinske, innebygde og astronomiske felt. Noen av prosjektet designet med fotoresistor er som følger:

Fotoresistorbasert, studentbygd fotometer og dets anvendelse i rettsmedisinsk analyse av fargestoffer.
Integrering av biokompatibelt organisk resistivt minne og fotoresistor for bruk av bildesensing.
Fotografer timing med en smarttelefon.
Design og implementering av enkel akustisk optisk dobbeltstyringskrets.
System for lokalisering av lyskilde.
Mobilroboten slått på med lyd og retningskontrollert av en ekstern lyskilde.
Design av et overordnet overvåkningssystem for termodynamisk analyse av bygninger og systemer.
Overopphetingsvern.
Enhet for å oppdage elektromagnetisk stråling.
Automatisk dobbeltakset soldrevet gressklipper for bruk i landbruket.
Sensormekanisme for vanntruhet ved hjelp av LED for et in situ overvåkingssystem.
Det lysinduserte lysende tastaturet er designet med fotoresistorer.
Ny elektronisk lås ved bruk av morsekode basert på tingens internett.
Gatebelysningssystem for smarte byer ved hjelp av fotoresistorer.
Sporing av MR-intervensjonsenheter med datastyrte detunable markører.
Disse brukes i lysaktiverte persienner.
Fotoresistorer brukes også til automatisk kontrast og lysstyrkekontroll i fjernsyn og smarttelefoner.
For utforming av nærhetsstyrte bryter brukes fotoresistorer.

På grunn av forbudet mot kadmium i Europa er bruk av Cds og Cdse fotoresistorer begrenset. Fotoresistorer kan enkelt implementeres og grensesnitt med mikrokontrollere.

“hvordan fungerer en vekselstrømgenerator ”

Disse enhetene er tilgjengelige i markedet som IC-sensorer. De er tilgjengelige som omgivende lyssensorer, lys til digitale sensorer, LDR osv. Noen av de mest brukte produktene er OPT3002 lyssensor, LDR passiv lyssensor osv ... De elektriske egenskapene, spesifikasjonene osv. Til OPT3002 finnes i databladet levert av texas instrumenter. Kan vi bruke fotoresistorer som et alternativ for fotodioder? Hva gjør forskjellen?