Što su fotoresistori, kako rade i gdje se koriste
Osnovni pojmovi i uređaj
Fotoresistor je poluvodički uređaj čiji otpor (ako je prikladno - vodljivost) varira ovisno o tome koliko je snažno osvijetljena njegova osjetljiva površina. Strukturno se nalaze u raznim izvedbama. Najčešći elementi ovog dizajna, kao što je prikazano na slici ispod. U isto vrijeme, za rad u specifičnim uvjetima, možete pronaći fotorezistere zatvorene u metalnom kućištu s prozorom kroz koji svjetlost ulazi u osjetljivu površinu. Ispod vidite grafički simbol na dijagramu.
Pitam se: promjena otpornosti pod utjecajem svjetlosnog toka naziva se fotorezistentnim učinkom.
Princip rada je sljedeći: između dvije vodljive elektrode nalazi se poluvodič (na slici je prikazan crvenom bojom), kada poluvodič nije upaljen - otpor mu je visok, do nekoliko megohma. Kad se ovo područje osvijetli, njegova se vodljivost naglo povećava, a otpor se prema tome smanjuje.
Kao poluvodič mogu se upotrijebiti materijali poput kadmijevog sulfida, olovnog sulfida, kadmijevog selenita i drugih. Spektralna karakteristika ovisi o izboru materijala za izradu fotoresistora. Jednostavnim riječima - raspon boja (valnih duljina) kada su osvijetljeni pomoću kojih će se otpor elementa ispravno promijeniti. Stoga, odabirom fotoresistera, morate uzeti u obzir u kojem spektru djeluje. Na primjer, za UV osjetljive elemente morate odabrati one vrste odašiljača čije su spektralne karakteristike pogodne za fotoresistere. Slika koja opisuje spektralne karakteristike svakog od materijala prikazana je u nastavku.
Jedno često postavljeno pitanje je "Postoji li polaritet u fotoresistoru?" Odgovor je ne. Fotoresistori nemaju pn spoj, pa nije važno u kojem smjeru struja teče. Fotoresist možete provjeriti multimeterom u načinu mjerenja otpora mjerenjem otpora osvijetljenog i zatamnjenog elementa.
Približna ovisnost otpora na osvjetljenju možete vidjeti na donjem grafikonu:
Ovdje je prikazano kako se struja mijenja pri određenom naponu ovisno o količini svjetlosti, gdje je F = 0 tama, a F3 je svijetla svjetlost.Sljedeći graf prikazuje promjenu struje pri konstantnom naponu, ali promjenu osvjetljenja:
U trećem grafikonu vidite ovisnost otpora o osvjetljenju:
Na donjoj slici možete vidjeti kako izgledaju popularni fotoresistori napravljeni u SSSR-u:
Suvremeni fotoresistori, koji se široko koriste u praksi "uradi sam", izgledaju malo drugačije:
Element je obično označen slovima.
Karakteristike fotopreportera
Dakle, fotoresistori imaju glavne karakteristike na koje treba obratiti pozornost prilikom izbora:
- Otpor mraka. Kao što naziv govori, to je otpor fotoresistera u mraku, odnosno u nedostatku svjetlosnog toka.
- Integrirana fotoosjetljivost - opisuje odgovor elementa, promjenu struje kroz njega na promjenu svjetlosnog toka. Mjeri se na konstantnom naponu u A / lm (ili mA, µA / lm). Označen je kao S. S = Iph / F, gdje je Iph fotoput, a F svjetlosni tok.
U ovom slučaju je označen fototok. To je razlika između tamne struje i struje osvijetljenog elementa, to jest dijela koji je nastao zbog efekta fotoprevodljivosti (isto kao i fotorezijski efekt).
Napomena: otpor tamne boje je, naravno, karakterističan za svaki određeni model, na primjer, za FSK-G7 - iznosi 5 MΩ, a integralna osjetljivost 0,7 A / lm.
Zapamtite da fotoresistori imaju određenu inerciju, odnosno da se njegov otpor ne mijenja odmah nakon izlaganja svjetlosnom toku, već s malim kašnjenjem. Ovaj se parametar naziva frekvencija isključivanja. To je frekvencija sinusoidnog signala koji modulira svjetlosni tok kroz element na kojem se osjetljivost elementa smanjuje za faktor 2 (1,41). Brzina komponenata obično se nalazi u desecima mikrosekundi (10 ^ (- 5) s). Stoga je upotreba fotoresistera u krugovima u kojima je potreban brz odziv ograničena, a često i neopravdana.
Gdje se koristi
Kada smo saznali o uređaju i parametrima fotoresistera, razgovarajmo o tome zašto je to potrebno konkretnim primjerima. Iako je upotreba fotootpora ograničena njihovom brzinom, opseg nije postao manji.
- Sumrak releja. Nazivaju ih i fotorelejom - to su uređaji za automatsko uključivanje svjetla u mraku. Dijagram dolje prikazuje najjednostavniju verziju takvog kruga, na analognim komponentama i elektromehaničkom releju. Njegov nedostatak je nepostojanje histereze i moguća pojava zveckanja pri prekograničnim vrijednostima osvjetljenja, zbog čega će relej zveckati ili se uključivati ili isključivati uz mala fluktuacija osvjetljenja.
- Senzori svjetla. Korištenjem fotoresistera može se otkriti slab svjetlosni tok. Slijedi implementacija takvog uređaja temeljenog na ARDUINO UNO.
- Alarm. Takvi krugovi prvenstveno koriste elemente koji su osjetljivi na ultraljubičasto zračenje. Osjetljivi element osvjetljava odašiljač, u slučaju da između njih dođe do prepreke, aktivira se alarm ili aktuator. Na primjer, tobogan u podzemnoj željeznici.
- Senzori prisutnosti nečega. Primjerice, u industriji tiska pomoću fotopreportera možete kontrolirati lom papirne vrpce ili broj listova koji se ubacuju u tiskarski stroj. Princip rada sličan je gore spomenutom. Na isti se način može uzeti u obzir količina proizvoda koji su prošli duž pokretne trake ili njegova veličina (poznatom brzinom).
Ukratko smo razgovarali o tome što je fotoresist, gdje se koristi i kako radi. Praktična upotreba elementa je vrlo široka, pa je prilično teško opisati sve značajke unutar jednog članka. Ako imate bilo kakvih pitanja - napišite ih u komentarima.
Na kraju, preporučujemo vam pogledati koristan video na temu:
Sigurno ne znate:
Učitavanje ...
