Co jsou to fotorezistory, jak fungují a kde se používají
Základní pojmy a zařízení
Fotorezistor je polovodičové zařízení, jehož odpor (pokud je to vhodné - vodivost) se mění v závislosti na tom, do jaké míry je jeho citlivý povrch osvětlen. Strukturálně se vyskytuje v různých provedeních. Nejběžnější prvky tohoto designu, jak je znázorněno na obrázku níže. V tomto případě, pro práci ve specifických podmínkách, najdete fotorezistory uzavřené v kovovém pouzdře s oknem, kterým světlo vstupuje do citlivého povrchu. Níže vidíte jeho grafický symbol v diagramu.
Zajímavé: změna odporu vlivem světelného toku se nazývá fotorezistivní účinek.
Princip činnosti je následující: mezi dvěma vodivými elektrodami je polovodič (na obrázku zobrazen červeně), když polovodič není osvětlen - jeho odpor je vysoký, až několik megohmů. Když je tato oblast osvětlena, její vodivost se prudce zvyšuje a odpor se odpovídajícím způsobem snižuje.
Jako polovodič mohou být použity takové materiály jako sulfid kadmia, sulfid olova, seleničitan kademnatý a další. Spektrální charakteristika závisí na výběru materiálu při výrobě fotorezistoru. Zjednodušeně řečeno - rozsah barev (vlnových délek), když je osvětlen, čímž se správně změní odpor prvku. Proto při výběru fotorezistoru musíte zvážit, ve kterém spektru to funguje. Například pro prvky citlivé na UV musíte vybrat ty typy zářičů, jejichž spektrální charakteristiky jsou vhodné pro fotorezistory. Obrázek, který popisuje spektrální charakteristiky každého z materiálů, je uveden níže.
Jedna často kladená otázka zní: „Je ve fotorezistoru polarita?“ Odpověď zní ne. Fotorezistory nemají pn křižovatku, takže nezáleží na tom, kterým směrem proud teče. Fotorezistor můžete zkontrolovat multimetrem v režimu měření odporu změřením odporu osvětleného a zatemněného prvku.
Přibližnou závislost odporu na osvětlení můžete vidět v grafu níže:
Zde je ukázáno, jak se mění proud při určitém napětí v závislosti na množství světla, kde Ф = 0 je tma a Ф3 je jasné světlo.Následující graf ukazuje změnu proudu při konstantním napětí, ale měnící se osvětlení:
Ve třetím grafu vidíte závislost odporu na osvětlení:
Na obrázku níže vidíte, jak vypadají populární fotorezistory vyrobené v SSSR:
Moderní fotorezistory, které jsou široce používány v praxi kutilů, vypadají trochu jinak:
Prvek je obvykle označen nápisy.
Vlastnosti fotorezistoru
Fotorezistory mají tedy hlavní vlastnosti, kterým je při výběru věnována pozornost:
- Temný odpor. Jak název napovídá, jedná se o odpor fotorezistoru ve tmě, to znamená v nepřítomnosti světelného toku.
- Integrální fotocitlivost - popisuje odezvu prvku, změnu proudu skrz něj na změnu světelného toku. Měřeno při konstantním napětí v A / lm (nebo mA, µA / lm). Je označen jako S. S = Iph / F, kde Iph je fotoproud a F je světelný tok.
V tomto případě je indikován fotoproud. Toto je rozdíl mezi tmavým proudem a proudem osvětleného prvku, tj. Částí, která vznikla v důsledku efektu fotovodivosti (stejný jako fotorezistivní účinek).
Poznámka: Odolnost proti temnotě je samozřejmě charakteristická pro každý konkrétní model, například pro FSK-G7 - je to 5 MΩ a integrální citlivost je 0,7 A / lm.
Pamatujte, že fotorezistory mají určitou setrvačnost, to znamená, že se jeho odpor nemění okamžitě po vystavení světelnému toku, ale s malým zpožděním. Tento parametr se nazývá mezní frekvence. Toto je frekvence sinusového signálu modulačního světelného toku skrz prvek, při kterém se citlivost prvku snižuje faktorem 2 (1,41). Rychlost složek obvykle leží v řádu desítek mikrosekund (10 ^ (- 5) s). Použití fotorezistoru v obvodech, kde je zapotřebí rychlá odezva, je tedy omezené a často neopodstatněné.
Kde se používá
Když jsme se dozvěděli o zařízení a parametrech fotorezistorů, řekněme si o konkrétních příkladech, proč je to nutné. Přestože je použití fotografických odporů omezeno jejich rychlostí, rozsah se nezmenšil.
- Relé soumraku. Nazývají se také fotorelay - jedná se o zařízení pro automatické zapnutí světla ve tmě. Níže uvedený diagram ukazuje nejjednodušší verzi takového obvodu na analogových součástkách a elektromechanickém relé. Jeho nevýhodou je absence hystereze a možný výskyt chrastění při hodnotách přeshraničního osvětlení, v důsledku čehož bude relé chrastit nebo zapínat či vypínat s malými výkyvy osvětlení.
- Světelné senzory. Pomocí fotorezistoru lze detekovat slabý světelný tok. Níže je implementace takového zařízení založeného na ARDUINO UNO.
- Budíky. Takové obvody používají především prvky, které jsou citlivé na ultrafialové záření. Citlivý prvek je osvětlen emitorem, v případě překážky mezi nimi se spustí poplach nebo akční člen. Například turniket v metru.
- Senzory přítomnosti něčeho. Například v polygrafickém průmyslu, který používá fotorezistory, můžete řídit rozbití papírové pásky nebo počet listů přiváděných do tiskového stroje. Princip činnosti je podobný principu diskutovanému výše. Stejně tak lze vzít v úvahu množství produktů, které prošly podél dopravního pásu, nebo jeho velikost (známou rychlostí).
Krátce jsme hovořili o tom, co je fotorezistor, kde se používá a jak to funguje. Praktické použití prvku je velmi široké, proto je poměrně obtížné popsat všechny rysy v jednom článku. Pokud máte nějaké dotazy - napište je do komentářů.
Nakonec doporučujeme sledovat užitečné video na toto téma:
Určitě nevíte:
Načítání...
