Mik azok a fotorezisztrátorok, hogyan működnek és hol használják őket?
Alapvető fogalmak és eszköz
A fotorezisztor egy félvezető eszköz, amelynek ellenállása (ha kényelmes - vezetőképessége) az érzékeny felület megvilágításának függvényében változik. Szerkezetileg megtalálható a különböző mintákban. A formatervezés leggyakoribb elemei, amint az az alábbi ábrán látható. Ugyanakkor, hogy meghatározott körülmények között dolgozzon, fotorezisztorekat talál egy fémtokban egy ablakban, amelyen keresztül a fény bejut az érzékeny felületre. Az alábbiakban a grafikus szimbólum látható az ábrán.
Vajon: az ellenállás változását a fényáram hatására fotorezisztens hatásnak nevezzük.
A működés alapelve a következő: A két vezető elektróda között van egy félvezető (az ábrán piroson látható), amikor a félvezető nem világít - az ellenállása magas, több megohmig. Ha ezt a területet megvilágítja, vezetőképessége hirtelen növekszik, és az ellenállás ennek megfelelően csökken.
Az olyan anyagok, mint a kadmium-szulfid, ólom-szulfid, kadmium-szelenit és más anyagok, félvezetőként használhatók. A spektrális tulajdonság az anyag megválasztásától függ a fotorezisztor gyártásakor. Egyszerű szavakkal - megvilágítva egy olyan színtartomány (hullámhossz), amellyel egy elem ellenállása helyesen megváltozik. Ezért a fotorezisztor kiválasztásakor figyelembe kell vennie, hogy melyik spektrumban működik. Például az UV-érzékeny elemeknél ki kell választani azokat a sugárzó típusokat, amelyek spektrális jellemzői alkalmasak fotorezisztrátorokra. Az alábbiakban egy ábrát mutatunk, amely leírja az egyes anyagok spektrális jellemzőit.
Az egyik gyakran feltett kérdés: „Van-e polaritás a fotorezisztorban?” A válasz nem. A fotorezisztrátoroknak nincs pn-csomópontja, tehát nem számít, milyen irányba áramlik az áram. Ellenőrizheti a fotorezisztort egy multiméterrel az ellenállás mérési módban a megvilágított és sötétített elem ellenállásának mérésével.
Az alábbi grafikonon látható a megvilágítási ellenállás hozzávetőleges függősége:
Itt bemutatjuk, hogyan változik az áram egy bizonyos feszültségnél a fény mennyiségétől függően, ahol Ф = 0 sötétség és Ф3 erős fény.Az alábbi grafikon az állandó feszültségű áram változását mutatja, de megvilágítás megváltoztatása:
A harmadik grafikonon látható az ellenállás függése a megvilágítástól:
Az alábbi ábrán láthatod, hogy néznek ki a Szovjetunióban készített népszerű fénymérők:
A modern fotorezisztrátorok, amelyeket széles körben használnak a csináld magad gyakorlására, kicsit másképp néznek ki:
Az elemet általában betűkkel jelölik.
Fotorezisztor jellemzői
Tehát a fotorezisztrátoroknak vannak a főbb jellemzői, amelyekre a kiválasztáskor figyelmet fordítanak:
- Sötét ellenállás. Ahogy a neve is sugallja, ez a fotorezisztor ellenállása sötétben, azaz fényáram hiányában.
- Integrált fényérzékenység - leírja egy elem válaszát, az átmenő áram változását a fényáram változására. Állandó feszültséggel mérve A / lm (vagy mA, µA / lm) értéken. Jelölése: S. S = Iph / F, ahol Iph a fényáram, és F a fényáram.
Ebben az esetben a fényáramot jelzik. Ez a különbség a sötét áram és a megvilágított elem áramának, azaz annak a résznek, amely a fényvezető hatás miatt felmerült (ugyanaz, mint a fotorezisztív hatás).
Megjegyzés: A sötét ellenállás természetesen jellemző az egyes modellekre, például az FSK-G7-re - ez 5 M the, és az integrált érzékenység 0,7 A / lm.
Ne feledje, hogy a fotorezisztrátorok bizonyos tehetetlenséggel bírnak, vagyis az ellenállása nem változik azonnal a fényáramnak való kitettség után, hanem enyhe késleltetéssel. Ezt a paramétert határfrekvenciának nevezzük. Ez a szinuszos jel azon frekvenciája, amely modulálja a fényáramot az elemen keresztül, ahol az elem érzékenysége 2-szer (1,41) csökken. Az alkatrészek sebessége rendszerint tíz mikrosekundum (10 ^ (- 5) s) között van. Így a fotorezisztor használata olyan áramkörökben, ahol gyors válasz szükséges, korlátozott és gyakran indokolatlan.
Hol használják
Amikor megismertük az eszközt és a fotorezisztrátorok paramétereit, beszéljünk konkrét példákkal arról, hogy miért van rá szükség. Noha a fényellenállások használatát korlátozza azok sebessége, a hatókör nem csökkent.
- Alkonyat relék. Fotorelayre is hívják - ezek olyan eszközök, amelyek automatikusan bekapcsolják a fényt sötétben. Az alábbi ábra egy ilyen áramkör legegyszerűbb változatát mutatja analóg komponenseken és egy elektromechanikus relén. Hátránya a hiszterézis hiánya és a határokon átnyúló megvilágítási értékeknél fellángolás lehetséges előfordulása, amelynek eredményeként a relé csörögni fog, vagy bekapcsol, vagy kikapcsol, ha a megvilágítás kissé ingadozik.
- Fényérzékelők. A fotorezisztrátorok segítségével gyenge fényáramot lehet kimutatni. Az alábbiakban bemutatunk egy ilyen eszközt az ARDUINO UNO alapján.
- Riasztást. Az ilyen áramkörök elsősorban az ultraibolya sugárzásra érzékeny elemeket használják. Az érzékeny elemet az emitter megvilágítja, ha akadály van közöttük, riasztást vagy működtetőt vált ki. Például egy forgóvilla a metróban.
- Valaki jelenlétének érzékelői. Például a nyomtatóiparban fotorezisztrátorok segítségével ellenőrizheti a papírszalag törését vagy a nyomtatóhoz adagolt lapok számát. A működés elve hasonló a fentebb tárgyalthoz. Ugyanígy lehet figyelembe venni a szállítószalag mentén áthaladó termékek mennyiségét vagy méretét (ismert sebességgel).
Röviden beszéltünk arról, hogy mi a fotorezisztor, hol használják, és hogyan működik. Az elem gyakorlati felhasználása nagyon széles, ezért meglehetősen nehéz leírni az összes tulajdonságot egy cikkben. Ha bármilyen kérdése van, írja meg őket a megjegyzésekbe.
Végül azt javasoljuk, hogy nézzen meg egy hasznos videót a témáról:
Bizonyára nem tudod:
Betöltés ...
