Фоторезисторы: Фоторезисторы, фотодиоды и фототранзисторы и как их применять

Содержание

Фоторезисторы, фотодиоды и фототранзисторы и как их применять

Фоторезисторы, фотодиоды и фототранзисторы и как их применять

Датчик — средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.

Датчики бывают совершенно разными. Они отличаются по принципу действию, логике своей работы и физическим явлениям и величинам на которые они способны реагировать. Датчики света используются не только в аппаратуре автоматического управления освещением, они используются в огромном количестве устройств, начиная от блоков питания, заканчивая сигнализациями и охранными системами.

Основные виды фотоэлектронных приборов. Общие сведения

Фотоприёмник в общем смысле – это электронный прибор, который реагирует на изменение светового потока падающего на его чувствительную часть.

Они могут отличаться, как по своей структуре, так и принципу работы. Давайте их рассмотрим.

Фоторезисторы – изменяют сопротивление при освещении

Фоторезистор – фотоприбор изменяющий проводимость (сопротивление) в зависимости от количества света падающего на его поверхность. Чем интенсивнее освещенность чувствительной области, тем меньше сопротивления. Вот его схематическое изображение.

Состоит он из двух металлических электродов, между которыми присутствует полупроводниковый материал. Когда световой поток попадает на полупроводник, в нём высвобождаются носители заряда, это способствует прохождению тока между металлическими электродами.

Энергия светового потока тратится на преодоление электронами запрещенной зоны и их переходу в зону проводимости. В качестве полупроводника у фоторезисторов используют материалы типа: Сульфид Кадмия, Сульфид Свинца, Селенит Кадмия и другие. От типа этого материала зависит спектральная характеристика фоторезистора

Интересно:

Спектральная характеристика содержит информацию о том, к каким длинам волн (цвету) светового потока наиболее чувствителен фоторезистор. Для некоторых экземпляров приходится тщательно подбирать излучатель света соответствующей длины волны, для достижения наибольшей чувствительности и эффективности работы.

Фоторезистор не предназначен для точного измерения освещенности, а, скорее, для определения наличия света, по его показаниям можно определить светлее или темнее стала окружающая среда. Вольт-амперная характеристика фоторезистора выглядит следующим образом.

На ней изображена зависимость тока от напряжения при различных величинах светового потока: Ф – темнота, а Ф3 – это яркий свет. Она линейна. Еще одна важная характеристика – это чувствительность, она измеряется в мА(мкА)/(Лм*В). Что отражает, сколько тока протекает через резистор, при определенном световом потоке и приложенном напряжении.

Темновое сопротивление – это активное сопротивление при полном отсутствии освещения, обозначается Rт, а характеристика Rт/Rсв – это кратность изменения сопротивления от состояния фоторезистора в полном отсутствии освещения к максимально освещенному состоянию и минимально возможному сопротивлению соответственно. (-5) с. Это не позволяет использовать его там, где нужно высокое быстродействие.

Фотодиод – преобразует свет в электрический заряд

Фотодиод – элемент, который преобразует свет, попадающий на чувствительную зону, в электрический заряд. Это происходит потому что при облучении в p-n переходе протекают различные процессы связанные с движением носителей заряда.

Если на фоторезисторе изменялась проводимость из-за движения носителей заряда в полупроводнике, то здесь происходит образование заряда на границе p-n перехода. Он может работать в режиме фотопреобразователя и фотогенератора.

По структуре он такой же, как и обычный диод, но на его корпусе есть окно для прохождения света. Внешне они бывают в различных исполнениях.

Фотодиоды с черным корпусом воспринимают только ИК-излучение. Черное покрытие – это что-то похожее на тонировку. Фильтрует ИК-спектр, чтобы исключить возможность срабатывания на излучения других спектров.

У фотодиодов, как и у фоторезисторов есть граничная частота, только здесь она на порядки больше и достигает 10 МГц, что позволяет обеспечить неплохое быстродействие.

P-i-N фотодиоды обладают большим быстродействием – 100МГц-1ГГц, как и диоды на основании барьера Шоттки. Лавинные диоды имеют граничную частоту в порядка 1-10 ГГц.

В режиме фотопреобразователя такой диод работает как ключ управляемый светом, для этого его подключают в цепь в прямом смещении. То есть, катодом к точке с более положительным потенциалом (к плюсу), а анодом к более отрицательному (к минусу).

Когда диод не освещается светом – в цепи протекает только обратный темновой ток Iобрт (единицы и десятки мкА), а когда диод освещен к нему добавляется фототок, который зависит только от степени освещенности (десятки мА). Чем больше света – тем больше ток.

Фототок Iф равен:

Iф=Sинт*Ф,

где Sинт – интегральная чувствительность, Ф – световой поток.

Типовая схема включения фотодиода в режиме фотопреобразователя. Обратите внимание на то, как он подключен – в обратном направлении по отношению к источнику питания.

Другой режим – генератор. При попадании света на фотодиод на его выводах образуется напряжение, при этом токи короткого замыкания в таком режиме равняются десятки ампер. Это напоминает работу элементов солнечной батареи, но имеют малую мощность.

Фототранзисторы – открываются от количества падающего света

Фототранзистор – это по своей сути биполярный транзистор у которого вместо вывода базы есть в корпусе окошко для попадания туда света. Принцип работы и причины этого эффекта аналогичны с предыдущими приборами. Биполярные транзисторы управляются количеством тока протекающего через базу, а фототранзисторы по аналогии управляются количеством света.

Иногда на УГО еще дополнительно изображается вывод базы. Вообще напряжения на фототранзистор подают также как и на обычный, а второй вариант включения – с плавающей базой, когда базовый вывод остаётся незадействованным.

В схему включают фототранзисторы подобным образом.

Или меняют местами транзистор и резистор, смотря, что конкретно вам нужно. При отсутствии света через транзистор протекает темновой ток, который образуется из тока базы, который вы можете задать сами.

Задав необходимый ток базы, вы можете выставить чувствительность фототранзистора подбором его базового резистора. Таким образом, можно улавливать даже самый тусклый свет.

В советское время радиолюбители делали фототранзисторы своими руками – делали окошко для света, спилив обычному транзистору часть корпуса. Для этого отлично подходят транзисторы типа МП14-МП42.

Из вольтамперной характеристики видна зависимость фототока от освещения, при этом он практически не зависит от напряжения коллектор-эмиттер.

Кроме биполярных фототранзисторов существуют и полевые. Биполярные работают на частотах 10-100 кГц, то полевые более чувствительны. Их чувствительность достигает нескольких Ампер на Люмен, и более «быстрые» — до 100 мГц. У полевых транзисторов есть интересная особенность, при максимальных значениях светового потока напряжение на затворе почти не влияет на ток стока.

Области применения фотоэлектронных приборов

В первую очередь следует рассмотреть более привычные варианты их применения, например автоматическое включение света.

Схема, изображенная выше – это простейший прибор для включения и выключения нагрузки при определенной освещенности. Фотодиод ФД320 При попадании на него света открывается и на R1 падает определенное напряжение, когда его величина достаточна для открытия транзистора VT1 – он открывается, и открывает еще один транзистор – VT2. Эти два транзистора – это двухкаскадный усилитель тока, необходим для запитки катушки реле K1.

Диод VD2 – нужен для гашения ЭДС-самоиндукции, которое образуется при переключениях катушки. На подводящий контакт реле, верхний по схеме, подключается один из проводов от нагрузки (для переменного тока – фаза или ноль).

У нас есть нормально замкнутый и разомкнутый контакты, они нужны либо для выбора включаемой цепи, либо для выбора включить или отключить нагрузку от сети при достижении необходимой освещенности. Потенциометр R1 нужен для подстройки прибора для срабатывания при нужном количестве света. Чем больше сопротивление – тем меньше света нужно для включения схемы.

Вариации этой схемы используют в большинстве подобных приборов, при необходимости добавляя определенный набор функций.

Кроме включения нагрузки по освещенности подобные фотоприемники используются в различных системах контроля, например на турникетах метро часто используют фоторезисторы для определения несанкционированного (зайцем) пересечения турникета.

В типографии при обрыве полосы бумаги свет попадает на фотоприемник и тем самым даёт сигнал оператору об этом. Излучатель стоит по одну сторону от бумаги, а фотоприемник с обратной стороны. Когда бумага рвётся, свет от излучателя достигает фотоприемника.

В некоторых видах сигнализации используются в качестве датчиков входа в помещение излучатель и фотоприемник, при этом, чтобы излучение не были видны используют ИК-приборы.

Касаемо ИК-спектра, нельзя упомянуть о приемнике телевизора, на который поступают сигналы от ИК-светодиода в пульте дистанционного управления, когда вы переключаете каналы. Специальным образом кодируется информация и телевизор понимает, что вам нужно.

Информация таким образом ранее передавалась через ИК-порты мобильных телефонов. Скорость передачи ограничена, как последовательным способом передачи, так и принципом работы самого прибора.

В компьютерных мышках также используется технология связанная с фотоэлектронными приборами.

Применение для передачи сигналов в электронных схемах

Оптоэлектронные приборы – это приборы которые объединяют в одном корпусе излучатель и фотоприемник, типа описанных выше. Они нужны для связи двух контуров электрической цепи.

Это нужно для гальванической развязки, быстрой передачи сигнала, а также для соединения цепей постоянного и переменного тока, как в случае управления симистором в цепи 220 В 5 В сигналом с микроконтроллера.

Они имеют условно-графическое обозначение, которое содержит информацию о типе используемых внутри оптопары элементов.

Рассмотрим пару примеров использования таких приборов.

Управление симистором с помощью микроконтроллера

Если вы проектируете тиристорный или симисторный преобразователь вы столкнетесь с проблемой. Во-первых, если переход у управляющего вывода пробьет – на пин микроконтроллера попадет высокий потенциал и последний выйдет из строя. Для этого разработаны специальные драйверы, с элементом, который называется оптосимистор, например MOC3041.

Обратная связь с помощью оптопары

В импульсных стабилизированных блоках питания необходима обратная связь. Если исключить гальваническую развязку в этой цепи, тогда в случае выхода из строя каких-то компонентов в цепи ОС, на выходной цепи возникнет высокий потенциал и подключенная аппаратура выйдет из строя, я не говорю о том, что и вас может ударить током.

В конкретном примере вы видите реализацию такой ОС из выходной цепи в обмотку обратной связи (управляющую) транзистора с помощью оптопары с порядковым обозначением U1.

Выводы

Фото- и оптоэлектроника это очень важные разделы в электроники, которые значительно улучшили качество аппаратуры, её стоимость и надёжность. С помощью оптопары можно исключить использование развязывающего трансформатора в таких цепях, что уменьшает массогабаритные показатели. Кроме того некоторые устройства просто невозможно реализовать без таких элементов.

Ранее ЕлектроВести писали о фотодатчиках и их применении. 

По материалам electrik.info. 

Что такое фоторезистор, принцип работы и область применения | Энергофиксик

В электротехнике используется огромное количество различных элементов, и далеко не последнее место среди них занимает сопротивление особого рода – фоторезистор. В этой статье я расскажу, что это такое, а также где до сих пор активно используются эти элементы. Итак, начнем.

Содержание

Определение, исполнение и изображение на схемах

Принцип действия

Как проверить исправность элемента

Главные характеристики фоторезисторов

Где применяются такие элементы

Заключение

Определение, исполнение и изображение на схемах

Итак, для начала давайте дадим определение. Фоторезистор — это полупроводниковый прибор, сопротивление (проводимость) которого изменяется в зависимости от уровня освещенности чувствительной части изделия.

На выше представленной фотографии показан наиболее распространенный вариант исполнения, но встречаются модели в специальных защитных кожухах с прозрачной верхней частью.

А вот таким образом такой элемент обозначается на схемах:

yandex.ru

yandex. ru

Принцип действия

Теперь давайте узнаем каков принцип действия у данного радиоэлемента.

Между двумя токопроводящими электродами размещается полупроводник. В том случае если свет не попадает на полупроводник, то его оммическое сопротивление имеет высокое значение (до нескольких МОм). Как только на полупроводник попадает свет, его сопротивление начинает снижаться, то есть проводимость увеличивается.

yandex.ru

yandex.ru

Для производства полупроводящего слоя могут использоваться следующие материалы: сульфид Кадмия, сульфид Свинца, Селенит Кадмия и т.п. От того какой материал был применен для производства полупроводника будет зависеть его спектральная характеристика.

Иначе говоря диапазон длин волн, при освещении которыми будет происходить корректное изменение сопротивления.

Именно по этой причине при выборе резистора важно понимать, для работы в каком спектре он предназначен.

Спектральные характеристики материалов таковы:

yandex.ru

yandex.ru

Очень часто возникает вопрос: какова полярность фоторезистора? Так вот у данного элемента нет P-N перехода, а это значит что определенного направления протекания тока тоже нет. То есть абсолютно без разницы, каким образом подключать фоторезистор, так как он неполярный элемент.

Как проверить исправность элемента

Проверка фоторезистора на самом деле предельно проста. Для этого нам потребуется мультиметр и, например, папка для бумаг.

Проверка выполняется следующим образом: переведите рукоять мультиметра в положение измерения сопротивления, крокодилами подсоедините щупы (полярность не имеет значения) и поместите элемент в папку, чтобы исключить воздействие света на элемент.

Таким образом вы получите сопротивление элемента в затемненном состоянии. Вытащив фоторезистор из папки, вы увидите, что сопротивление элемента изменилось. Причем чем интенсивнее будет световой поток, тем меньшим сопротивлением будет обладать элемент.

Причем зависимость сопротивления от освещенности будет иметь следующий вид:

yandex.ru

yandex.ru

Главные характеристики фоторезисторов

У данных элементов есть несколько основных характеристик, на которые следует обращать внимание при выборе изделия:

1. Темновое сопротивление. Это сопротивление элемента, когда на него не оказывает воздействие световой поток.

2. Интегральная фоточувствительность. Данный параметр описывает реакцию элемента, изменение проходящего тока на изменение светового потока. Этот параметр измеряется при постоянном напряжении. Обозначается как S. (А/лм).

Важно также знать, что все фоторезисторы обладают инерционностью в той или иной степени. Сопротивление изменяется не мгновенно, а в течении определенного отрезка времени (десятки микросекунд). Этот фактор ограничивает применение фоторезисторов в быстродействующих схемах.

Где применяются такие элементы

Итак, несмотря на некоторые ограничения, эти элементы активно используются в следующих устройствах:

1. Фотореле. Устройства, которые предназначены для автоматического включения отключения систем освещения без активного вмешательства человека.

2. Датчики освещенности. В таких устройствах фоторезисторы выполняют функцию регистратора светового потока.

3. Сигнализация. В сигнализационных системах применяются фоторезисторы чувствительные ультрафиолетовым волнам. Принцип таков фоторезистор постоянно освещается источником ультрафиолетового излучения и как только между источником и приемником возникает препятствие — срабатывает сигнализация.

4. Датчики, регистрирующие наличие чего-либо.

Заключение

Вот краткая информация о фоторезисторе, его устройстве и области применения. Если статья оказалась вам полезна или интересна, то оцените ее лайком. Спасибо за ваше внимание.

Фоторезистор — Энциклопедия по машиностроению XXL

Оптрон — оптоэлектронный прибор, в котором передача или накопление сигналов обусловлено как световыми, так и электронными процессами состоит из преобразователей световой энергии в электрическую (фоторезистора или фотодиода) и электрической энергии в световую (лампы накаливания, лампы газового разряда, светодиода) между преобразователями осуществляется электрическая, оптическая или комбинированная связь может использоваться как элемент усилительных, логических и других устройств [81.  [c.149]
Фоторезисторы. Опыты показывают, что электрическое сопротивление полупроводниковых кристаллов изменяется не только при их нагревании, но и при освещении. При увеличении освещения электрическое сопротив-  [c.157]

Фотосопротивления (фоторезисторы) основаны на внутреннем фотоэффекте. Еще в 70-х гг. XIX в. было замечено, что пластинка селена, освещенная светом, меняет свое сопротивление. В настоящее время для изготовления фотосопротивлений селен практически не используется они изготовляются главным образом из сернистого свинца, сернистого висмута, сернистого кадмия или сернистого таллия. Обычно фотосопротивление представляет собой стеклянную пластинку с нанесенным тонким слоем полупроводника, на поверхности которого укреплены токопроводящие электроды.  [c.173]

Полупроводниковые материалы используются для получения проводимости, управляемой внешними факторами, например, напряжение, температура, освещенность. Из них изготавливаются диоды, транзисторы, фоторезисторы и тому подобные элементы.  [c.5]

При световых частотах, т. е. при длинах волн, измеряемых микронами, энергия фотона достаточна для ионизации и образования пары электрон — дырка. Электроны и дырки образовавшиеся под влиянием света, называются неравновесными, так как они исчезают после прекращения облучения. За время своего существования неравновесные носители зарядов под действием приложенного поля с напряженностью Е успевают пройти расстояние 1ф, называемое длиной затягивания неравновесных носителей. Этот эффект используется в фоторезисторах. Длина затягивания выражается формулой  [c.274]

Основные области применения полупроводниковых материалов 1) выпрямительные и усилительные приборы разной МОЩНОСТИ на разные частоты неуправляемые и управляемые — диоды, транзисторы, тиристоры 2) нелинейные резисторы-варисторы 3) терморезисторы 4) фоторезисторы 5) фотоэлементы 6) термоэлектрические генера,-  [c.276]

Технология выращивания монокристаллов соединений разработана гораздо менее полно, чем технология полупроводников типа Л В . Широкозонные полупроводники А»В представляют собой в технологическом отношении трудные объекты, так как обладают высокими температурами плавления и высокими давлениями диссоциации в точке плавления. Выращивание таких материалов в большинстве случаев осуществляется перекристаллизацией предварительно синтезированного соединения через паровую фазу в запаянных кварцевых ампулах. Применяют соединения А В в большинстве случаев для создания промышленных люминофоров, фоторезисторов, высокочувствительных датчиков Холла и приемников далекого инфракрасного излучения.  [c.292]


Фоторезисторы, выполненные из фталоцианина меди, отличаются большой кратностью возрастания тока при освещении (до 10 ) и стабильностью свойств.  [c.213]

Релаксация фотопроводимости. Изменение электрических свойств полупроводников под влиянием электромагнитного излучения зависит от времени (релаксация). После прекращения облучения проводимость более или менее быстро возвращается к тому значению, которое она имела до облучения. У одних полупроводников это длится микросекунды, у других измеряется минутами и даже часами. Знание инерционности фотопроводимости различных полупроводниковых веществ важно при разработке, например, фоторезисторов, к быстродействию которых  [c. 247]

ЮТ комбинированный мост 16. Барабан 7 с программой нагрева, вращаясь с заданной скоростью от синхронного двигателя 10, определяет перемещение каретки 8 с датчиком 17 (фоторезистор типа ФСК-1) и величину выходного сигнала с моста И, управляющего перемещением. ползунка реохорда 14 с помощью двигателя 13 (РД-09) и усилителя 12. При разбалансе моста 16 сигнал поступает на приставку 5, которая и управляет нагревом.  [c.24]

Существенно шире возможности методики записи диаграмм с применением следящей системы на фоторезисторах [37, 38, 48 . Эта методика позволяет осуществлять компенсацию при неодинаковых законах изменения поперечной термической деформа ции, соответствующим этапам нагрева и охлаждения по режиму пила элементов сплошных сечений, а также в испытаниях по термическому циклу с выдержкой на /max-  [c.33]

Таким образом фоторезистором 7 при повороте барабана 1 осуществляется запись только механической деформации образца, а термическая деформация автоматически компенсируется в мосте 11.[c.36]

На рис. 12.7 показаны устройство фоторезистора и схема его-включения. Чувствительный элемент фоторезистора представляет собой брусок или пленку монокристаллического или поликристал-дического полупроводника с двумя омическими контактами. Он подключается к источнику смещения через нагрузочное сопротивление Толщина чувствительного элемента должна быть достаточно большой, чтобы в кем поглощался практически весь свет W o (1 — 0. прошедший через освещенную поверхность — мощность падающего света г — коэффициент отражения поверхности).. Это требование легко выполнить для собственных фоторезисторов-и часто трудно выполнить для примесных. Если оно выполнено, тособственном поглощении),, генерируемых светом в единицу времени в чувствительном элементе при X [c.324]

Рис. 12.7. Схема устройства и включения в цепь фоторезистора
Под действием напряжения V, приложенного к фоторезистору, созданные светом носители заряда совершают дрейф и создают в цепи ток, который называют фототоком /ф. Его легко определить из следующих соображений. Каждый носитель заряда за время своей жизни проходит через резистор х//пр раз, где /цр — время пролета, или, точнее, время дрейфа носителя через резистор. Оно равно длине чувствительного элемента резистора /, деленной на скорость дрейфа ОдГ  [c.325]

Фотоэлектрические приборы широко используют в сочетании с оптическими элементами, растрами, дифракционными решетками и интерферометрами (см. гл. 5). В качестве источника света может служить само раскаленное изделие, лампы накаливания, телевизионные трубки или лазеры. В качестве светоприемников применяют фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры, фотоэлектронные умножители, телевизионные трубки. Преимуш,е-ства фотоэлектрических приборов —высокая точность, ишрокие пределы измерений, дискретная (цифровая) форма выходного сигнала, возможность осуществления бесконтактного метода контроля н др. Однако эти приборы, как правило, сложны, дороги и требуют тш,ательной защиты от воздействия окружающей среды (пыли, конденсата и т. п.).  [c.159]


Фототранэистор — фотоэлектрический полупроводниковый прибор с двумя р—п переходами, у которого обычно база не имеет электрического вывода, а носители зарядов возбуждаются лучистой энергией, падающей на базу, которая на большей своей площади имеет прозрачное покрытие для излучения в рабочем диапазоне частот используется в качестве фоторезистора, но имеет большую чувствительность включается по схеме, аналогичной схеме с обш,им эмиттером [3, 4 ].  [c.163]

Спектрометрия в инфракрасной области спектра не может производиться с помощью вакуумных фотоэлементов и ФЭУ по той причине, что совре у1енные фотокатоды имеют красную границу не выше 1100 нм. Однако уже сейчас известны материалы, позволяющие продвинуться до 3—4 мкм. Поэтому в инфракрасной области применяются фотоэлементы, работающие на основе внутреннего фотоэффекта. Сюда следует отнести неохлаждаемые фоторезисторы на основе 1п5Ь, РЬЗе и РЬЗ, которые могут быть использованы до 6 мкм, и глубоко охлаждаемые фоторезисторы на основе германия, легированного золотом, цинком, медью и другими металлами, пригодные до 40 мкм.[c.652]

Этим видам фотоэффекта соответствуют три основные группы фотоэлементов — приборов, превращающих световую энергию в энергию электрического тока фотоэлементы с внешним фотоэффектом (вакуумные и газонаполненные) фотоэлементы с внутренним фотоэффектом (фотосопротивления или фоторезисторы) фотоэлементы с запирающим слоем (вентильные или нолуиронодниковые).  [c.156]

Гидирующая система, разработанная КИСИ, непрерывно следит за положением лазерного пучка и приводит в движение пишущее перо для регистрации результатов измерений на бумажной лei тe (рис.65), система содержит два фоторезистора, на которые падает луч лазера. Сопротивление фоторезистора уменьшаегся пропорционально засветке и в зависимости от положения пучка изменяется ток первого или второго фоторезистора. Злектрический сигнал на сопротивлении в общей цепи будет при этом изменять свою величину и фазу, принимая нулевое значение при равенегве токов и среднем положении пучка. Усиленный сигнал приводит в действие мотор, пе()емещающий фоторезисторы и пишущее перо в соответствии с перемещением луча лазера. Погрешность измерения такой системы составляет около 2 мм на пути до 200 м.  [c.138]

Для регистрации результатов исследований, полученных при помощи прямотеневых, шлирных, интерференционных и голографических. методов, могут быть использованы различные расположенные в плоскости экрана светорегистрирующие среды, такие как фотографические и электрографические материалы, фоторезисторы, полупроводниковые светочувствительные экраны. Однако-широкое применение в настоящее время нашли галоидосеребряные фотографические материалы из-за их сравнительной дешевизны, высокой чувствительности и разрешающей способности. Разрешающая способность некоторых из них достигает 2800 линий на 1 мм и более.  [c.221]

Такой подсистемой может быть юдвижный и неподвижный растры, оправа приемника лучистой энергии мозаика фоторезисторов и т. п. В вырожденном случае — это неподвижная диафрагма и стоящий непосредственно за ней приемник лучист13й энергии. Методически удобно отнести к подсистеме анализатор изобр 1жения — развертывающее устройство, характеризуемое некоторым коэффициентом пропускания г и законом перемещения в поле анализа изображения, а также устройство, осуществляющее преобразование многомерного сигнала в одномерный без искажений во временной координата. Таким устройством может быть, например, безынерционный фотоприемник. В этом случае можно считать, что на вход анализатора изображения поступает сигнал в виде распределения освещенности, создаваемого либо оптической системой, либо слоем пространства.  [c.60]

Характер спектральной характеристики ПЛЭ в общем случае определяется тем, относится ли ПЛЭ к тепювым (термоэлементы, болометры, пневматические, оптико-акустические, пироэлектрические ПЛЭ) или к фотоэлектрическим (фоторезисторы, фотодиоды, фототриоды, фотоэлементы, ЭОП, ФЭУ, телевизионные тр ки). Тепловые ПЛЭ неселективны спектральная чувствительность идеального теплового ПЛЭ постоянна во всем оптическом диапазоне (X) = onst. Однако у реальных ПЛЭ спектральный диапазон чувствительности ограничен, например, спектральной полосой пропускания оптических фильтров, используемых как элемент конструкции ПЛЭ. Поэтому спектральную характеристику даже идеализированного теплового приемника сл дует записывать  [c.66]

Контактол К-12 наряду с высокой прводимостью обладает также высокой прочностью склеивания. Клей широко используется для монтажа элементов радиоэлектронной аппаратуры, таких, как ниточные резисторы, фоторезисторы и др.  [c.44]

Германий является одним из первых полупроводниковых материалов, получивших широкое практическое применение в серийном производстве различных полупроводниковых элементов. Его используют для изготовления выпрямительных и импульсных диодов, самых различных видов тиристоров, фотодиодов, фоторезисторов, фототранзисторов, детекторов инфракрасного излучения, тиристоров, счетчиков ядерных частиц, тензометров и т. д. Диапазон рабочих те,мпсратур этих приборов от — 60 до +80″ С.  [c.77]

Для фоторезисторов (фотосопротивлений) и фотоэле- ментов применяются полупроводниковые материалы, сопротивление которых сильно зависит от освещенности. К их числу относятся сульфиды, селениды и теллуриды, т. е. соединения серы, селена и теллура с разными металлами, в частности со свинцом, медью, кадмием и др. Определяющей характеристикой фотосопротивлёния является удельная чувствительность  [c.286]

Из табл. 8.4 видно, что эти соединения являются узкозонными полупроводниками. Халькогениды свинца используют для изготовления фоторезисторов в инфракрасной технике, инфракрасных лазеров, тензометров и термогенераторов, работающих в интервале температур от комнатной до 600 С.  [c.293]


Управляемость электропроводностью полупроводников посредством температуры, света, электрического поля, механических усилий положена в основу принципа действия соогвепственно лермо-резисторов (термисторов), фоторезисторов, нелинейных резисторов (варисторов), тензорезисторов и т. д.  [c.229]

Германий применяется для изготовления выпрямителей переменного тока различной мощности, транзисторов разных типов. Из него изготовляются преобразователи Холла и другие, применяемые для измерения напряженности магнитного поля, токов и мощи сти, умножения двух величин в приборах вычислительной техники и т. д. Оптические свойства германия позволяют использовать его для фототранзисторов и фоторезисторов, оптических линз б большоГ светосилой (для инфракрасных лучей), оптических фильтров, модуляторов света и коротких радиоволн. Внутренний фотоэффект в германии наблюдается и при поглощении средних и быстрых электронов, а также при торможении элементарных частиц больших масс. Так, при поглощении а-частицы отмечается импульс тока продолжительностью около 0,5 МКС, соответствующий прохождению 10 электронов. Поэтому германий может быть использован и для изготовления счетчиков ядерных частиц. На рис. 8-18 приведена вольт-амперная характеристика мощного германиевого выпрямителя б воздушным охлаждением. Рабочий диапазон температур германиевых приборов от —60 до -f70 °С при повышении температуры до верхнего предела прямой ток, например у диодов, увеличивается почти в два раза, а обратный — в три раза. При охлаждении до —(50—60) °С прямой ток падает на 70—75 %.  [c.255]

Сульфиды — сернистый свинец (PbS), сернистый висмут (BijSg) н сернистый кадмий ( dS) — используют для изгото ления фоторезисторов (фотосопротивлений).  [c.264]

При собственном и примесном поглощениях возникают избыточные свободные носители заряда, приводящие к увеличению проводимости полупроводника. Процесс внутреннего освобождения электронов под действием света называется внутренним фотоэффектом. Добавочная проводимость, приобретаемая полупроводником при облучении светом, называется фотопроводимостью. Основная, же проводимость, обусловленная тепловым возбуждением свободных носителей заряда, называется темновой проводимостью. Приборы, предназначенные для регистрации светового излучения по[c. 324]


Что такое фоторезистор?

Фоторезистор, часто называемый резистором, зависящим от света, представляет собой резистор, который реагирует на повышенное воздействие света путем уменьшения его сопротивления в цепи. Они используются в различных устройствах, для работы которых требуется чувствительность к свету, например, в часах накаливания в темноте и уличных фонарях, которые включаются при заходе солнца. Фоторезисторы являются частью большой группы датчиков, известных как фотоприемники, которые являются устройствами, которые реагируют на свет.

Резисторы присутствуют практически во всех типах электрических цепей. Они функционируют, чтобы блокировать поток электричества через цепь, чтобы он оставался в безопасном диапазоне. В случае фоторезистора они также служат переключателем, регулирующим поток электроэнергии в зависимости от количества света, которому они подвергаются.

Фоторезисторы, по сути, являются полупроводниками, то есть они проводят электричество посредством потока электронов. Они обычно имеют два зубца, соединенных с светочувствительной пластиной. Когда свет, падающий на пластину, достигает достаточно высокого уровня частоты, это стимулирует электроны в устройстве и дает им достаточно энергии, чтобы освободиться от их связей. Эти освобожденные электроны позволяют электричеству течь через фоторезистор.

Использование фоторезистора широко распространено. Они обычно видны в небольших устройствах в форме ячейки сульфида кадмия (CdS). Ячейка CdS, термин, который в значительной степени считается синонимом термина «фоторезистор», встречается во многих видах часов и часов, измерителей освещенности в камерах и уличных фонарей.

Ячейка CdS изготавливается путем нанесения на керамическую основу сульфата кадмия с добавлением примесей, известного как легирование. Легирующий материал находится ближе к тому месту, где находится полоса для проведения электричества, поэтому электронам не нужно двигаться так далеко, чтобы быть свободным и проводить электричество. Это означает, что для изменения сопротивления в этом типе фоторезистора не нужна высокая частота света. Основным преимуществом ячейки CdS является то, что она более чувствительна к спектру света, который используют люди, и это одна из причин, почему она используется в таких элементах, как измерители освещенности камеры и уличные фонари.

Другой тип обычно видимого фоторезистора сделан из кремния. Кремниевые фоторезисторы не так хороши в качестве полупроводника, как ячейки CdS, потому что им нужны более высокие частоты света для проведения электричества из-за того, что полосы для перемещения электронов не так легко доступны. Кремниевый фоторезистор чаще встречается в устройствах, чувствительных к инфракрасному или красному свету, таких как инфракрасные детекторы.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ
Фоторезистор

— Энциклопедия Нового Света

Внутренние компоненты фотоэлектрического регулятора типичного американского уличного фонаря. Фоторезистор, обращенный вправо, регулирует протекание тока через нагреватель, размыкающий основные силовые контакты. Ночью обогреватель остывает, замыкая силовые контакты и запитывая уличный фонарь.

Фоторезистор — это электронный компонент, электрическое сопротивление которого изменяется при изменении интенсивности падающего на него света. Обычно, когда он подвергается воздействию более интенсивного света, его сопротивление снижается.Его также называют фотопроводником , светозависимым резистором (LDR) , фотоэлементом или электрическим глазом .

Было разработано много типов фоторезисторов, которые служат для самых разных целей. Например, элементы из сульфида кадмия используются в уличных фонарях, фотометрах, радиочасах, охранной сигнализации и уличных часах. Фотопроводники Ge: Cu являются отличными детекторами дальнего инфракрасного излучения и ценны для инфракрасной астрономии и спектроскопии.

Светозависимый резистор.

Как это работает

Фоторезистор изготовлен из высокоомного полупроводника. Когда на устройство падает свет достаточно высокой частоты, полупроводник поглощает фотоны, которые передают энергию связанным электронам, заставляя их прыгать в зону проводимости. Полученные в результате свободные электроны (и их дырочные партнеры) проводят электричество, тем самым снижая сопротивление.

Внутренние и внешние устройства

Фотоэлектрическое устройство может быть внутренним или внешним.

  • Собственный полупроводник имеет свои собственные носители заряда и не является эффективным полупроводником, например кремний. В собственных устройствах единственные доступные электроны находятся в валентной зоне. Следовательно, фотоны должны иметь достаточно энергии, чтобы возбуждать электроны по всей запрещенной зоне.
  • Внешние устройства содержат «примеси», добавленные к ним, так что энергия основного состояния (энергия невозбужденного состояния) их электронов ближе к зоне проводимости. Следовательно, электронам не нужно прыгать так далеко, и фотонов с меньшей энергией (то есть фотонов с большей длиной волны и более низкой частотой) достаточно для срабатывания устройства.Если в образце кремния некоторые атомы заменены атомами фосфора (что соответствует «примесям»), дополнительные электроны будут доступны для проводимости. Это пример внешнего полупроводника.

Элементы из сульфида кадмия

Элементы из сульфида кадмия (или сульфида кадмия, CdS) зависят от способности материала изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от количества света, падающего на элемент. Чем больше света попадает в ячейку, тем ниже ее сопротивление. Хотя это и неточно, даже простой элемент CdS может иметь широкий диапазон сопротивления, от менее 100 Ом (Ом) при ярком свете до более десяти МОм в темноте.Многие коммерчески доступные клетки CdS имеют пиковую чувствительность в диапазоне 500-600 нанометров (нм). Клетки также способны реагировать на широкий диапазон частот, включая инфракрасный (ИК), видимый свет и ультрафиолет (УФ). Их часто можно найти на уличных фонарях в качестве автоматических выключателей. Когда-то они использовались в ракетах с тепловым наведением для обнаружения целей.

Приложения

Фоторезисторы бывают разных типов. Недорогие элементы из сульфида кадмия можно найти во многих потребительских товарах, таких как фотомеры, радиочасы, охранная сигнализация, уличные фонари и уличные часы. Они также используются в некоторых динамических компрессорах для управления снижением усиления. С другой стороны, фотопроводники Ge: Cu являются одними из лучших детекторов дальнего инфракрасного излучения, и они используются для инфракрасной астрономии и инфракрасной спектроскопии.

Условное обозначение цепи

Символ фоторезистора, используемый на некоторых принципиальных схемах, показан ниже.

См. Также

Список литературы

  • Харрисон, Ян. 2004. Книга изобретений: как они к этому пришли? .Вашингтон, округ Колумбия: National Geographic. ISBN 0792282965
  • Хантер, Ллойд П., изд. 1970. Справочник по полупроводниковой электронике: Практическое руководство по физике, технологии и применению транзисторов, диодов и других полупроводниковых устройств в обычных и интегральных схемах. 3-е изд. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN 0070313059
  • Sze, S.M., ed. 1994. Полупроводниковые датчики . Нью-Йорк: Джон Вили. ISBN 0471546097
  • Тернер, Руфус П.1980. Солнечные элементы и фотоэлементы . 2-е изд. Индианаполис, IN: H.W. Sams. ISBN 0672217112

Внешние ссылки

Все ссылки получены 27 марта 2019 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства.Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, , так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

Фоторезисторов — Будущие лидеры науки: откройте для себя

Когда мы видим свет, это происходит из-за того, что наши глаза реагируют на свет. Различная интенсивность света вызывает изменение реакции, позволяя нам заметить разницу между тусклым и ярким светом. Но как, по вашему мнению, машины могут определить разницу между ярким и тусклым светом? Многие могут подумать о камерах, но если вы работаете с ограниченным бюджетом и вам нужно только определить интенсивность, вы можете использовать фоторезистор.

Фоторезистор (в) oomlout
(CC BY-SA 2.0)

а как работают фоторезисторы?

Фоторезисторы работают с использованием полупроводника, сопротивление которого изменяется из-за разной интенсивности света. Это означает, что чем ярче свет, тем меньше сопротивление фоторезистора, а чем ярче свет. В качестве альтернативы, когда интенсивность света уменьшается, сопротивление уменьшается. Таким образом, вы можете определить сопротивление фоторезистора, чтобы определить интенсивность света.

Считывание этого значения чрезвычайно просто, поскольку оно подключено последовательно к резистору. Затем вы можете считывать сигнал с точки соединения между фоторезистором и самим резистором. Таким образом, вы можете легко получить аналоговое значение интенсивности света. Поскольку само устройство довольно мало, а схема чрезвычайно проста, многие люди используют фоторезисторы в отличие от других датчиков, таких как камеры.

Одно из распространенных приложений, которое они могут использовать, — это определение линии, особенно в более простых устройствах.Поначалу это может показаться странным, поскольку вы изначально ожидали, что кто-то будет использовать датчик цвета, чтобы определять, где находится свет. Но фоторезисторы удивительно работают из-за разницы в интенсивности отражений разных цветов. Я лично также использую для этого фоторезисторы, потому что легко определить разницу между цветом. Тем более, что эти датчики чрезвычайно просты в реализации. Конечно, фоторезисторы могут быть не такими точными, но они все же чрезвычайно полезны, особенно с учетом стоимости.Это делает фоторезисторы чрезвычайно важной технологией, на которую многие люди, в том числе и я, постоянно полагаются.

Что такое фоторезистор? Типы, конструкция, работа, характеристики и применение фоторезистора

Определение : Фоторезистор — это тип устройства, сопротивление которого изменяется в зависимости от интенсивности падающего излучения. Он обладает огромной способностью изменять свое сопротивление под воздействием света. LDR — это аббревиатура от Light Dependent Resistor .Это нелинейное устройство .

Фоторезистор также называют светозависимым резистором или фотопроводником, поскольку он демонстрирует свойство фотопроводимости .

Что такое фотопроводимость в принципе?

Это явление, которое улучшает проводимость материала за счет поглощения электромагнитного излучения. Излучение может быть гамма-, УФ-, ИК-излучением или видимым светом.

Типы фоторезисторов

Он бывает двух типов: внутренний или внешний, зависимый от света.

1. Внутренний фоторезистор

Эта категория LDR состоит из нелегированного полупроводникового материала, то есть они сделаны из чистого полупроводникового материала, будь то кремний или германий. Достаточное количество световой энергии необходимо, чтобы вывести электрон из валентной зоны в зону проводимости.

2. Внешний фоторезистор

Этот тип LDR состоит из легированного полупроводника. Легирование представляет собой новый энергетический уровень выше валентной зоны.Тем самым уменьшается световая энергия, необходимая для возбуждения электрона.

Базовая структура и конструкция фоторезистора

Фоторезистор изготовлен из светочувствительного полупроводникового материала. Обычно он состоит из сульфида кадмия, имеющего незначительное количество свободных электронов в отсутствие какого-либо падающего излучения.

При отсутствии света LDR обладает очень высоким сопротивлением , составляющим около нескольких МОм . Однако при наличии света он проявляет свойство с низким сопротивлением , имея сопротивление около несколько сотен Ом .

На рисунке ниже показана основная конструкция и обозначение фоторезистора:

Устройство состоит из зигзагообразной гусеницы или зигзагообразной траектории , изготовленной из сульфида кадмия. Расположение змейки сделано для того, чтобы получить ожидаемую номинальную мощность и сопротивление.

Эта дорожка разделяет пару металлических контактов. Вся конструкция помещена в пластиковый корпус для прямого воздействия падающего излучения.Как требуется изменить сопротивление под действием света в LDR, так и сопротивление металлических контактов должно быть низким.

Работа фоторезистора

Поскольку мы теперь знакомы с тем фактом, что LDR или фоторезистор являются фотопроводящими материалами.

Поглощая световые лучи, электроны валентной зоны переходят в зону проводимости. Здесь следует отметить, что электрону требуется надлежащая световая энергия для возбуждения в зоне проводимости.

Таким образом, чем выше энергия света, тем выше будет присутствие носителей заряда, что приведет к большей проводимости.

Давайте теперь посмотрим приблизительное соотношение между сопротивлением и освещением, которое дается как

Здесь R обозначает сопротивление Ом

E обозначает освещение и

A и α — постоянная

Технологический процесс и сульфид кадмия определяют значение постоянной α.

LDR Характеристики

На рисунке ниже показана характеристическая кривая сопротивления в зависимости от силы света

Здесь мы можем видеть на рисунке выше, когда интенсивность света меньше i. е. в более темной области сопротивление выше, что приводит к меньшей проводимости материала.

При дальнейшем увеличении интенсивности сопротивление уменьшается. Таким образом, повышая проводимость. Следовательно, можно сказать, что сопротивление падает с увеличением интенсивности света.

При представлении фоторезистора мы уже упоминали, что это нелинейное устройство. Это происходит потому, что длина волны света, падающего на его поверхность, изменяет чувствительность устройства.Так же существуют фоторезисторы, которые не реагируют на определенный диапазон длин волн светового сигнала.

Изменение сопротивления происходит примерно через 8–12 мс после попадания излучения. Однако требуется более 1 с, чтобы сопротивление увеличилось до более высокого значения в случае меньшей интенсивности света.

Другими словами, мы можем сказать, что когда устройство подвергается воздействию темной области с определенного уровня освещенности, оно не увеличивается быстро. Это известно как Скорость восстановления сопротивления .

Преимущества фоторезистора

  • LDR обеспечивает хорошее напряжение и мощность обработки .
  • Это недорогое устройство , которое легко доступно.

Недостаток фоторезистора

  • Изменение сопротивления от нескольких медленных до быстрых световых эффектов.

Применение фоторезистора

  1. LDR находит свое применение в световых и темных сигнализаторах и переключателях.
  2. Они также используются для автоматического управления уличным освещением.
  3. LDR также используется в измерителе интенсивности света, дымовых пожарных извещателях и т. Д.

Здесь следует отметить, что фотодиод или фототранзистор более чувствительны к свету по сравнению с резистором , зависящим от света, . Это так, потому что фотодиод и фототранзистор в основном представляют собой настоящий полупроводниковый материал, имеющий PN-переход, тогда как PN-переход отсутствует в LDR, поскольку он является пассивным компонентом.

Сумка для захвата фоторезистора

— Комната для роботов

Фотоэлементы (также называемые фоторезисторами или фотопроводниками) — это датчики, сопротивление которых меняется в зависимости от количества получаемого света. Фотоэлементы обычно используются в роботах, отслеживающих линию и ищущих свет.

Все фоторезисторы разных типов из первого пакета.
И да, они сфотографированы на «хорошей» наволочке моей жены.

В сентябре 2000 года я приобрел «100 асст.размеры и значения фотоэлементов », номер детали 169578 или 169578CE, номер перекрестной ссылки GB125, от Jameco Electronics за 6,95 долларов США для использования в качестве датчиков робота. Сумка для переноски состоит из множества фоторезисторов на основе сульфида кадмия.

В мае 2002 года я купил еще две таких же сумки, но цена поднялась до 7,95 доллара. В апреле 2004 года цена поднялась до 12,95 доллара. В августе 2008 года Туомо Тансканен предупредил меня, что сейчас цена составляет 19,95 доллара. В августе 2009 года я заметил, что сейчас цена 21 доллар.95. (Боже! Что с этим ???)

К сожалению, хотя текущие пакеты имеют тот же номер перекрестной ссылки и базовый номер детали, что и предыдущие пакеты, эти новые пакеты содержат только фоторезисторы наименьшего размера. Поэтому я больше не рекомендую рюкзаки Jameco, если вам нужны фоторезисторы среднего, большого размера или герметичные (в металлическом корпусе).

В марте / апреле 2006 г. я купил пять пакетов «Giant CDS Cell Assortment», номер детали G14025, в Electronic Goldmine за 3 доллара.00 каждый. В каждой сумке было по 20 фотоэлементов разного размера и стоимости. Общая стоимость 100 фоторезисторов составила 15 долларов США. Это дешевле, чем нынешняя сумка Jameco из 100 штук, а ассортимент Electronic Goldmine имеет множество размеров и стилей и может быть приобретен партиями из 20 фоторезисторов всего за 3 доллара.

Мои ожидания относительно мешков для переноски довольно низки, и я мог бы заказать отдельные фоторезисторы CdS, если бы действительно захотел. Но я хотел как можно больше разновидностей и как можно больше опыта для экспериментов с роботами, таких как отслеживание линии и определение отражательной способности пола.

Вот что я получил; ваша сумка может отличаться:
(знак минуса в столбцах количества указывает количество дефектов)

Изображение Описание Размеры Количество в сумке Jameco 2000 Количество в сумке Jameco 2002a Количество в сумке Jameco 2002b Количество в пяти пакетах Goldmine 2006 Изображение дефекта
Огромный фоторезистор, 17 кривых 22 мм x 25.5 мм 20-0 20-0 20–1 9-0
Большой герметичный фоторезистор, 12 кривых 12,34 мм 0-0 0-0 0-0 16-0
Большой герметичный фоторезистор, очень пышный 12. 34 мм 0-0 0-0 0-0 1-0
Большой фоторезистор, 27 кривых 10 мм x 11 мм 20–7 20–2 20–3 0-0
Большой фоторезистор, 16 кривых 10 мм x 11 мм 0-0 0-0 0-0 24-0
Средний фоторезистор, 12 кривых 6.3 мм x 7,3 мм 0-0 19-0 15-0 4-0
Фоторезистор средней толщины, 9 кривых 6,3 мм x 7,3 мм 16-0 1-0 5-0 7-0
Средний фоторезистор, 9 кривых 6. 3 мм x 7,3 мм 16-0 1-0 5-0 6-0
Фоторезистор средний, прямой 6,3 мм x 7,3 мм 0-0 0-0 0-0 1-0
Фоторезистор малый, герметичный, 15 кривых 5 мм 0-0 0-0 1-0 0-0
Фоторезистор малый, герметичный, 11 кривых 5 мм 0-0 11–2 7–3 1-0
Малый фоторезистор, оранжевый, 11 кривых 3.9 мм x 4,2 мм 22–1 12-0 11–4 11–2
Малый фоторезистор, коричневый, 11 кривых 3,9 мм x 4,2 мм 5–2 2-0 0-0 6–1
Малый фоторезистор, 9 кривых 3. 9 мм x 4,2 мм 2-0 0-0 0-0 3-0
Фоторезистор малый, герметичный, 8 кривых 5 мм 0-0 8-0 8-0 6-0
Малый фоторезистор, оранжевый, 8 кривых 3.9 мм x 4,2 мм 3-0 5–1 8-0 0-0
Малый фоторезистор, черный, 8 изгибов 3,9 мм x 4,2 мм 7-0 1-0 1-0 0-0
Фоторезистор малый герметичный крестообразный 5 мм 0-0 0-0 0-0 3-0
Фоторезистор малый, герметичный, прямой 5 мм 0-0 1-0 5-0 2-0
Фоторезистор малый, прямой 3. 9 мм x 4,2 мм 1-0 0-0 0-0 0-0
Итого: 96-10 100-5 101 — 11 100 — 3

Итого vs.Ожидаемое количество

Проверка столбца «Всего» показывает, что я получил только 96 фоторезисторов в сумке для переноски Jameco Electronics 2000, а не 100 из рекламируемых. Новые сумки для переноски были в порядке.

Тестирование и дефекты

Все фоторезисторы я проверил мультиметром в режиме омметра. Яркое сопротивление измеряли, прижимая кювету к люминесцентной лампе. Сопротивление темноте измерялось ячейкой, спрятанной под столом. (Ладно, это не совсем международный стандарт измерения.)

Сумка Jameco Electronics 2000: пять фоторезисторов из сульфида кадмия оказались закороченными внутри, так что их значения были менее 100 Ом как для яркости, так и для темноты. Еще пять фоторезисторов были частично закорочены (или имели другой дефект), так что их значения были менее 4 кОм как для яркости, так и для темноты. Все остальные фоторезисторы (хорошие) показали разумный диапазон менее 500 Ом для яркости и более 30 кОм для темноты.Эти результаты представляют собой процент брака немногим более 10% . Ой!

Сумка Jameco Electronics 2002a: Два фоторезистора были закорочены внутри до сопротивления менее 5 Ом. Еще три фоторезистора имели темновое сопротивление менее 12, 6 и 2 кОм. Эти результаты представляют собой процент брака 5% .

Сумка Jameco Electronics 2002b: три фоторезистора оказались закороченными внутри, так что их значения были менее 400 Ом как для яркости, так и для темноты.Еще три фоторезистора имели темновое сопротивление менее 100 кОм, 10 кОм и 5 кОм. Еще четыре очень, очень медленно изменили свое высокое темное сопротивление. На одном из огромных фоторезисторов отсутствовало защитное покрытие. Эти результаты представляют собой процент брака немногим более 10% .

Хотя это не считается дефектным, из всех огромных фоторезисторов Jameco некоторые были окрашены, у многих из них были погнутые провода (провода очень толстые), и на многих выводах оставалась грязь, указывающая на то, что они могли быть использованы.

Электронные мешки Goldmine: у одного фоторезистора был только один вывод (другой вывод был полностью оборван). Один фоторезистор был постоянно закорочен (0 Ом), а другой был постоянно открыт (бесконечное сопротивление). Эти результаты представляют собой процент брака 3% .

Стоимость

Изначально я заплатил 7,2 цента за исправный фоторезистор Jameco (6,95 долл. США / 96 шт.), по сравнению со стоимостью 25 центов для отдельных фоторезисторов CdS при заказе в количестве 100 штук.С тех пор, с повышением цен, цены Jameco Electronics будут больше похожи на 22,8 цента (21,95 доллара США / 96) в мешках для переноски, а не на 70 центов по отдельности.

Я заплатил 15,4 цента за исправную электронную золотую жилу. В моем случае немного более высокая цена мешка (за 100 штук) была компенсирована меньшим количеством брака.

Заключение

Я немного удивлен неполной сумкой (Jameco 2000) и в целом высоким уровнем брака.Я привык к другим электронным компонентам, которые обычно не имеют дефектов. Главный урок заключается в том, что каждый фоторезистор необходимо протестировать перед использованием в проекте.

Тем не менее, я не ожидал многого от сумки. И я получил множество фоторезисторов, на которые я надеялся, по относительно низкой цене.

С момента открытия этой веб-страницы в сентябре 2000 года я много узнал о фоторезисторах. Я узнал, для чего на их лицах изображены закорючки, формулы для расчета сопротивления фотоэлемента для заданного количества света (освещенности), время реакции фотоэлементов (и, возможно, почему их не следует использовать для следования за линией), и отраслевые стандарты ожидания отклонений и дефектов.Посмотрите страницы с 370 по 378 в Intermediate Robot Building.


LDR — Светозависимый резистор — Фоторезистор

LDR (Светозависимый резистор) — это светочувствительный резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от интенсивности падающего на него света. Фоторезистор (фоторезистор) изготовлен из материалов с кристаллической структурой, использующих его фотопроводящие свойства. Наиболее часто используемые кристаллы: сульфид кадмия и селенид кадмия.

Нормальные значения для LDR колеблются от 50 Ом до 1 кОм (1000 Ом), когда он полностью освещен, и от 50 кОм (50 000 Ом) до нескольких МОм, когда он находится в темноте.

Преимущества фоторезисторов

  • Они доступны в различных размерах и формах.
  • Требуется небольшое напряжение для его работы.
  • Они двунаправленные и дешевые.
  • Его сопротивление не меняется мгновенно, когда он переходит от темноты к свету или от света к темноте, и время, затрачиваемое LDR на эти два процесса, не всегда одинаково.

Недостатки фоторезистора

  • Поскольку фоторезисторы не меняют свое значение мгновенно, их нельзя использовать во многих приложениях, особенно в тех, где требуется большая точность во времени (время, необходимое для изменения своего состояния с темного на свет или от света к тьме).
  • Еще одним недостатком является то, что фоторезисторы могут иметь разные значения для определенной интенсивности падающего на них света. Его типичное время отклика составляет примерно 0,1 секунды.

Приложения LDR

Есть много приложений, в которых фоторезистор очень полезен. Бывают случаи, когда не важна ни точность изменений, ни точное значение его сопротивления.

Например

  • В автоматических уличных фонарях. Очень простая схема, использующая LDR, автоматически включает свет вечером после захода солнца. Эта же схема автоматически выключает свет, когда солнечный свет падает на LDR утром.
  • Системы охранной сигнализации
  • Автоматическая система аварийного освещения
  • Автоматическая светящаяся неоновая вывеска
  • Множество схем и проектов

Символ фоторезистора:

Фоторезистор — чрезвычайно полезный элемент, особенно когда нам нужно обнаружить присутствие или отсутствие света.

Разница между фотодиодом и фоторезистором

Обзор фотодиода

Фотодиод, также известный как фотодиод, представляет собой фотоприемник, преобразующий свет в сигнал тока или напряжения в зависимости от режима использования. Смерть часто используется PN переход со светочувствительными характеристиками, что очень чувствителен к изменениям света, имеет однонаправленную проводимость и изменяет электрические характеристики при разной интенсивности света.Следовательно интенсивность света может использоваться для изменения тока в цепи.


Фотодиод — это полупроводниковое устройство, преобразующее оптический сигнал в электрический сигнал. Его основная часть также является PN-переходом. По сравнению с диоды обычные, строение другое. Чтобы облегчить прием падающего освещения, площадь PN перехода сделана величиной возможно, площадь электродов должна быть как можно меньше, а глубина спая PN-переход очень большой. Мелкая, обычно менее 1 микрона. В фотодиод работает под обратным напряжением. При отсутствии подсветки обратный ток невелик (обычно менее 0,1 мкА) и называется темным Текущий. Когда есть свет, фотон, несущий энергию, попадает в ФН. переход, и передает энергию связанным электронам на ковалентной связи, заставляя часть электронов оторваться от ковалентной связи, тем самым генерирование электронно-дырочных пар, называемых фотогенерированными носителями.. Они участвуют в дрейфовом движении под действием обратного напряжения, так что обратный ток становится значительно больше, и чем больше интенсивность света, тем больше обратный ток. Это свойство называется «фотопроводящий». Когда фотодиод освещен светом общего освещении, генерируемый ток называется фототоком. Если нагрузка подключен к внешней цепи, электрический сигнал получается на нагрузке, и этот электрический сигнал изменяется соответственно с изменением света.

Обзор фоторезистора

Фоточувствительные резисторы или световоды обычно используются для производства кадмия. сульфид, а также такие материалы, как селен, сульфид алюминия, сульфид свинца и сульфид бария. Эти материалы обладают свойством быстро уменьшать сопротивление при облучении светом определенной длины волны. Это потому что все носители, генерируемые светом, участвуют в проводимости, а дрейфующее движение вызывается приложенным электрическим полем.Электроны устремляются к положительному полюсу источника питания, а дырки устремляются к отрицательный полюс источника питания, так что сопротивление фоторезистора быстро уменьшается.

Фоторезистор представляет собой специальный резистор, сделанный из полупроводникового материала, такого как как вулканизационный барьер или селенидный барьер, и его принцип работы на основе внутреннего фотоэлектрического эффекта. Чем сильнее свет, тем ниже сопротивление.По мере увеличения интенсивности света значение сопротивления уменьшается. быстро, а яркое значение сопротивления может составлять всего 1 кОм. В фоторезистор очень чувствителен к свету и находится в высокоомном состоянии когда нет света, а сопротивление в темноте обычно составляет до 1,5 МОм. В особые свойства фоторезисторов будут широко использоваться с развитием технология.


Разница между фотодиодом и фоторезистором

1, разные функции

Фоточувствительные резисторы используют оптические свойства полупроводника. материалы и другие материалы для реализации функции переменных резисторов.Фотодиоды используют оптические характеристики полупроводниковых материалов для реализовать функцию переключения диодов.

2, разные материалы

Хотя иногда один и тот же материал используется для обоих материалов, таких как кремний и арсенид галлия, материальный диапазон фоторезистора шире чем у фотодиода.

3, параметры разные

Фоточувствительный резистор, номинальное сопротивление, температура окружающей среды (максимальная рабочая температура), измеренная мощность, номинальная мощность, номинальное напряжение (максимальное рабочее напряжение), рабочий ток, температурный коэффициент, постоянная материала, постоянная времени и т. д., и фотодиод, наивысшая рабочая напряжение, темновой ток, фототок, фотоэлектрическая чувствительность, время отклика, емкость перехода и прямое падение напряжения.

4, структура другая

Для фоторезистора требуется всего два электрода. Фотодиод требует PN соединение между двумя электродами. Для увеличения проводимости ток, площадь одного электрода должна быть большой, а другого — относительно маленький.

Что такое фоторезистор?

Фоторезистор или светозависимый резистор (последний сокращенно LDR) или фотопроводник. Обычно используемые материалы — это сульфид кадмия, а также 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 потому, что все носители, генерируемые светом, участвуют в проводимости и совершают дрейфовое движение под действием внешнего электрического поля. Электроны бегут к положительному полюсу источника питания, а отверстия — к отрицательному полюсу источника питания, так что сопротивление фоторезистора быстро уменьшается.

Обычно фоторезистор выполнен в виде листовой структуры для поглощения большего количества
По спектральным характеристикам фоточувствительного резистора его можно разделить на три типа фоточувствительного
Во-первых, в соответствии с полупроводниковыми материалами: собственные фоторезисторы, легированные фоторезисторы.Последний имеет стабильную работу и хорошие характеристики, поэтому используется чаще всего.
2. По спектральным характеристикам фоторезистор можно разделить на три типа фоторезисторов:
1. Ультрафиолетовые фоторезисторы: более чувствительные к ультрафиолетовому свету, в том числе сульфид кадмия, фоторезисторы селенида кадмия и др. Для обнаружения ультрафиолетового света.
2. Инфракрасный светочувствительный элемент
(1) Закройте прозрачное окно фоторезистора черным листом бумаги. В это время стрелка мультиметра остается в основном неизменной, а значение сопротивления приближается к бесконечному. Чем больше значение, тем лучше характеристики фоторезистора; если значение мало или близко к нулю, фоторезистор поврежден и его нельзя использовать. (2) Источник света направлен на светопропускающее окно фоторезистора. В это время стрелка мультиметра должна сильно качнуться вправо, а значение сопротивления значительно уменьшится.Чем меньше значение, тем лучше характеристики фоторезистора. Если это значение очень велико или даже бесконечно, это означает, что фоторезистор имеет внутреннюю разомкнутую цепь, поврежденную и не может использоваться. (3) Совместите светопропускающее окно фоторезистора с падающим светом и используйте небольшой кусок черной бумаги, чтобы встряхнуть верхнюю часть светозащитного окна фоторезистора, чтобы периодически принимать свет. В это время стрелка мультиметра должна качаться влево и вправо при встряхивании черной бумаги. Если стрелка мультиметра всегда останавливается в определенном положении и не колеблется при встряхивании бумаги, фоторезистор поврежден.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.