Apa itu fotoresistor, bagaimana ia berfungsi dan di mana ia digunakan
Konsep dan peranti asas
Photoresistor adalah peranti semikonduktor yang rintangannya (jika senang - kekonduksian) berbeza bergantung pada seberapa kuat permukaan sensitifnya diterangi. Secara struktural terdapat dalam pelbagai reka bentuk. Elemen yang paling biasa dalam reka bentuk ini, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah. Pada masa yang sama, untuk bekerja dalam keadaan tertentu, anda boleh menemui fotoresistor yang tertutup dalam kotak logam dengan tingkap di mana cahaya memasuki permukaan sensitif. Di bawah ini anda melihat simbol grafiknya dalam rajah.
Menarik: perubahan rintangan di bawah pengaruh fluks cahaya disebut kesan fotoresistif.
Prinsip operasi adalah seperti berikut: di antara dua elektrod konduktif terdapat semikonduktor (ditunjukkan dengan warna merah pada gambar), ketika semikonduktor tidak menyala - rintangannya tinggi, hingga beberapa megohms. Apabila kawasan ini diterangi, kekonduksiannya meningkat dengan mendadak, dan rintangan menurun dengan sewajarnya.
Bahan seperti kadmium sulfida, sulfida plumbum, kadmium selenite dan lain-lain boleh digunakan sebagai semikonduktor. Ciri spektrum bergantung pada pilihan bahan dalam pembuatan fotoresistor. Dengan kata mudah - pelbagai warna (panjang gelombang) apabila diterangi oleh mana rintangan unsur akan berubah dengan betul. Oleh itu, memilih photoresistor, anda perlu mempertimbangkan spektrum mana yang berfungsi. Sebagai contoh, untuk elemen sensitif UV, anda perlu memilih jenis pemancar yang ciri spektralnya sesuai untuk fotoresistor. Gambar yang menggambarkan ciri spektral setiap bahan ditunjukkan di bawah.
Satu soalan yang sering diajukan adalah "Adakah polaritas di fotoresistor?" Jawapannya adalah tidak. Fotoresistor tidak mempunyai persimpangan pn, jadi tidak masalah ke arah mana arus mengalir. Anda boleh memeriksa photoresistor dengan multimeter dalam mod pengukuran rintangan dengan mengukur rintangan elemen yang terang dan gelap.
Anda dapat melihat anggaran pergantungan rintangan pada pencahayaan dalam grafik di bawah:
Di sini, ditunjukkan bagaimana arus berubah pada voltan tertentu bergantung pada jumlah cahaya, di mana Ф = 0 adalah kegelapan, dan Ф3 adalah cahaya terang.Grafik berikut menunjukkan perubahan arus pada voltan malar, tetapi mengubah pencahayaan:
Pada grafik ketiga, anda melihat pergantungan rintangan pada pencahayaan:
Dalam gambar di bawah, anda dapat melihat bagaimana fotoresistor terkenal yang dibuat di USSR seperti:
Fotoresist moden, yang banyak digunakan dalam amalan do-it-yourselfers, kelihatan sedikit berbeza:
Elemen biasanya ditandakan dengan huruf.
Ciri Fotoresistor
Oleh itu, fotoresistor mempunyai ciri utama yang perlu diberi perhatian semasa memilih:
- Rintangan gelap. Seperti namanya, ini adalah rintangan photoresistor dalam kegelapan, iaitu, dengan ketiadaan fluks cahaya.
- Fotosensitiviti integral - menerangkan tindak balas suatu elemen, perubahan arus melaluinya kepada perubahan fluks cahaya. Diukur pada voltan malar dalam A / lm (atau mA, µA / lm). Ia ditetapkan sebagai S. S = Iph / F, di mana Iph adalah photocurrent, dan F adalah fluks cahaya.
Dalam kes ini, wang tunai ditunjukkan. Inilah perbezaan antara arus gelap dan arus elemen yang diterangi, iaitu bahagian yang timbul kerana kesan fotokonduktiviti (sama dengan kesan fotoresistif).
Nota: tentunya rintangan gelap adalah ciri setiap model tertentu, misalnya, untuk FSK-G7 - ia adalah 5 MΩ, dan kepekaan integral adalah 0,7 A / lm.
Ingatlah bahawa fotoresistor mempunyai inersia tertentu, iaitu rintangannya tidak berubah sebaik sahaja terdedah kepada fluks cahaya, tetapi dengan sedikit kelewatan. Parameter ini dipanggil frekuensi cutoff. Ini adalah frekuensi sinusoidal memodulasi fluks cahaya melalui elemen di mana kepekaan elemen menurun dengan faktor 2 (1.41). Kelajuan komponen biasanya terletak dalam puluhan mikrodetik (10 ^ (- 5) s). Oleh itu, penggunaan photoresistor dalam litar yang memerlukan tindak balas pantas adalah terhad, dan sering tidak dibenarkan.
Di mana digunakan
Apabila kami mengetahui tentang peranti dan parameter fotoresistor, mari kita bincangkan mengapa ia diperlukan dengan contoh tertentu. Walaupun penggunaan rintangan foto dibatasi oleh kelajuannya, ruang lingkupnya tidak kurang.
- Geganti senja. Mereka juga dipanggil photorelay - ini adalah alat untuk menyalakan cahaya secara automatik dalam gelap. Rajah di bawah menunjukkan versi litar yang paling mudah, pada komponen analog dan geganti elektromekanik. Kelemahannya adalah ketiadaan histeresis dan kemungkinan berlakunya keributan pada nilai pencahayaan rentas sempadan, akibatnya relay akan berderak atau menyala atau mematikan dengan sedikit turun naik pencahayaan.
- Sensor cahaya. Dengan menggunakan photoresistors, fluks bercahaya yang lemah dapat dikesan. Berikut adalah pelaksanaan peranti sedemikian berdasarkan ARDUINO UNO.
- Penggera. Litar sedemikian terutamanya menggunakan elemen yang sensitif terhadap sinaran ultraviolet. Elemen sensitif diterangi oleh pemancar, sekiranya berlaku halangan di antara mereka, penggera atau penggerak dipicu. Contohnya, pintu pusing di kereta bawah tanah.
- Sensor kehadiran sesuatu. Contohnya, dalam industri percetakan menggunakan fotoresistor, anda dapat mengawal kerosakan pita kertas atau jumlah helaian yang dimasukkan ke mesin cetak. Prinsip operasi serupa dengan yang dibincangkan di atas. Dengan cara yang sama, kuantiti produk yang telah melewati tali sawat, atau ukurannya (dengan kelajuan yang diketahui) dapat dipertimbangkan.
Kami secara ringkas membincangkan tentang apa itu photoresistor, di mana ia digunakan dan bagaimana ia berfungsi. Penggunaan praktikal elemen sangat luas, oleh itu agak sukar untuk menggambarkan semua ciri dalam satu artikel. Sekiranya anda mempunyai sebarang pertanyaan - tulis di komen.
Akhirnya, kami mengesyorkan menonton video yang berguna mengenai topik ini:
Pasti anda tidak tahu:
Memuat ...
