Valoresisti - toiminta, tyypit ja sovellukset

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Valo on eräänlainen sähkömagneettinen säteily. Sähkömagneettinen spektri on jaettu moniin kaistoihin, joista valo viittaa yleensä näkyvään spektriin. Mutta fysiikassa gammasäteitä, röntgensäteitä, mikroaaltoja ja radioaaltoja pidetään myös valona. Näkyvän valon spektrin aallonpituudet ovat välillä 400-700 nanometriä, ja ne sijaitsevat infrapunasäteilyn ja ultraviolettispektrin välillä. Valo kuljettaa energiaa fotonien muodossa. Kun nämä fotonit joutuvat kosketuksiin muiden hiukkasten kanssa, energia siirtyy törmäyksen vuoksi. Käyttämällä tätä valon periaatetta monet hyödylliset tuotteet, kuten Valodiodit , Fotoresistorit, aurinkopaneelit jne. ... keksittiin.

Mikä on fotoresisti?

Valoresisti

Valoresisti



Valolla on aaltopartikkelien kaksinaisuus. Mikä tarkoittaa, että valolla on sekä hiukkasmainen että aaltomainen luonne. Kun valo syttyy puolijohde materiaalin, valossa läsnä olevat fotonit absorboivat elektronit ja ne innostuvat korkeamman energian kaistoille.


Fotoresisti on eräänlainen valosta riippuvainen vastus, joka muuttaa vastusarvojaan sille tulevan valon perusteella. Nämä fotoresistorit pyrkivät pienentämään resistanssiarvojaan nousevan valon voimakkuuden kasvaessa.



Valoresistorit näyttelyssä valojohtavuus . Nämä ovat vähemmän valoherkät laitteet verrattuna fotodiodeihin ja fototransistoreihin. Fotoresistorin valoresistiivisyys vaihtelee ympäristön lämpötilan muuttuessa.

Toimintaperiaate

Fotoresistorilla ei ole P-N-liitäntää, kuten fotodiodit. Se on passiivinen komponentti. Ne koostuvat erittäin kestävistä puolijohdemateriaaleista.

Kun valoa kohdistuu fotoresistoriin, puolijohdemateriaali absorboi fotoneja. Elektronit absorboivat fotonin energian. Kun nämä elektronit hankkivat riittävän energian sidoksen katkaisemiseksi, ne hyppäävät johtokanavaan. Tämän vuoksi fotoresistorin vastus pienenee. Vastuksen pienentyessä johtavuus kasvaa.


Fotoresistoreissa käytettävän puolijohdemateriaalin tyypistä riippuen niiden resistanssialue ja herkkyys vaihtelevat. Valovastuksen puuttuessa fotoresistorin resistanssiarvot voivat olla megaohmeja. Ja valon läsnä ollessa sen vastus voi laskea muutamaan sataan ohmiin.

Fotoresistoreiden tyypit

Fotoresistorin suunnittelussa käytetyn puolijohdemateriaalin ominaisuuksista riippuen nämä luokitellaan kahteen tyyppiin - ulkoiset ja sisäiset valovastukset. Nämä puolijohteet reagoivat eri tavoin eri aallonpituuden olosuhteissa.

Luontaiset valoresistorit suunnitellaan sisäisten puolijohdemateriaalien avulla. Näillä sisäisillä puolijohteilla on omat latauskantajansa. Niiden johtumisalueella ei ole vapaita elektroneja. Ne sisältävät reikiä valenssinauhassa.

Joten sisäisessä puolijohteessa olevien elektronien virittämiseksi valenssikaistalta johtokaistalle tulisi tarjota riittävästi energiaa, jotta ne voivat ylittää koko kaistanraon. Siksi tarvitsemme korkeamman energian fotoneja laitteen laukaisemiseksi. Siksi sisäiset valoresistorit on suunniteltu korkeamman taajuuden valon havaitsemiseen.

Toisaalta ulkoiset puolijohteet muodostetaan seostamalla sisäisiä puolijohteita epäpuhtauksilla. Nämä epäpuhtaudet tarjoavat vapaita elektroneja tai reikiä johtamiseen. Nämä vapaat johtimet ovat energia-alueella lähempänä johtamiskaistaa. Siten pieni määrä energiaa voi saada heidät hyppäämään johtamisalueelle. Ulkoisia valovastuksia käytetään pitemmän aallonpituuden ja matalamman taajuuden valon havaitsemiseen.

Suurempi valonvoimakkuus, suurempi fotoresistorin vastushäviö. Fotoresistoreiden herkkyys vaihtelee käytetyn valon aallonpituuden mukaan. Kun aallonpituutta ei ole riittävästi, laite laukaisee tarpeeksi, laite ei reagoi valoon. Ulkoiset valoresistorit voivat reagoida infrapuna-aaltoihin. Sisäiset fotoresistorit voivat havaita korkeamman taajuuden valoaallot.

Valoresistorin symboli

Valoresisti-symboli

Valoresistoreita käytetään osoittamaan valon läsnäolo tai puuttuminen. Se on kirjoitettu myös nimellä LDR. Ne koostuvat yleensä CD: stä, Pbs: stä, Pbse: stä jne. ... Nämä laitteet ovat herkkiä lämpötilan muutoksille. Joten vaikka valon voimakkuus pidetään vakiona, vastusmuutos voidaan nähdä fotoresisteissä.

Fotoresistorin sovellukset

Fotoresistorin vastus on valon voimakkuuden epälineaarinen funktio. Valoresistorit eivät ole yhtä herkkiä valolle kuin fotodiodit tai fototransistorit. Jotkut fotoresistoreiden sovellukset ovat seuraavat:

  • Näitä käytetään valoantureina.
  • Näitä käytetään mittaamaan valon voimakkuutta.
  • Yövalossa ja valokuvausvalomittareissa käytetään valoresistoreita.
  • Niiden viiveomaisuutta käytetään äänikompressoreissa ja ulkopuolisissa tunnistuksissa.
  • Valoresistoreita löytyy myös herätyskelloista, ulkokelloista, aurinkokennolampuista jne.
  • Infrapuna-tähtitiede ja infrapunaspektroskopia käyttävät myös fotoresistoreita keski-infrapuna-alueen mittaamiseen.

Valoresistoreihin perustuvat projektit

Fotoresistorit ovat olleet kätevä laite monille harrastajille. Saatavilla on monia uusia fotoresistoreihin perustuvia tutkimuspapereita ja elektronisia projekteja. Fotoresistorit ovat löytäneet uusia sovelluksia lääketieteen, sulautettujen ja tähtitieteellisten alojen parissa. Jotkut valoresistoria käyttäen suunnitellusta projektista ovat seuraavat:

  • Fotoresistoreihin perustuva, opiskelijoiden rakentama fotometri ja sen soveltaminen värien rikostekniseen analyysiin.
  • Biologisesti yhteensopivan orgaanisen resistiivisen muistin ja valoresistorin integrointi käytettävää kuvan tunnistamista varten.
  • Photogate-ajoitus älypuhelimella.
  • Yksinkertaisen akustiikkaoptiikan kaksoisohjauspiirin suunnittelu ja toteutus.
  • Järjestelmä valonlähteen sijainnin havaitsemiseen.
  • Mobiilirobotti kytkettiin päälle äänellä ja ulkoisen valonlähteen ohjaamana.
  • Suunnittelu avoimen lähdekoodin seurantajärjestelmä rakennusten ja järjestelmien termodynaamista analyysiä varten.
  • Ylikuumenemissuoja.
  • Laite sähkömagneettisen säteilyn havaitsemiseksi.
  • Automaattinen kaksiakselinen aurinkokäyttöinen ruohonleikkuri maatalouskäyttöön.
  • Tunnistaa veden sameuden tunnistusmekanismi LED: n avulla in situ -valvontajärjestelmässä.
  • Valon aiheuttama valoisa näppäimistö on suunniteltu valoresisteillä.
  • Uusi sähköinen lukko, joka käyttää esineiden internetiin perustuvaa morse-koodia.
  • Katuvalojärjestelmä älykkäille kaupungeille, joissa käytetään valoresistoreita
  • MRI-interventiolaitteiden seuranta tietokoneohjattuilla viritettävillä merkeillä.
  • Näitä käytetään valolla aktivoitavissa kaihtimissa.
  • Valoresistejä käytetään myös automaattiseen kontrastin ja kirkkauden säätöön televisioissa ja älypuhelimissa.
  • Läheisyysohjatun kytkimen suunnittelussa käytetään valoresistoreita.

Kadmiumin kieltämisen vuoksi Euroopassa Cd- ja Cdse-valoresistoreiden käyttö on rajoitettua. Valoresistorit voidaan helposti toteuttaa ja liittää mikrokontrollereihin.

Näitä laitteita on saatavana markkinoilla IC-antureina. Niitä on saatavana ympäristön valoantureina, valo digitaali-antureina, LDR jne. Jotkut suosituimmista tuotteista ovat OPT3002-valoanturi, passiivinen LDR-valoanturi jne.… OPT3002: n sähköiset ominaisuudet, tekniset tiedot jne. Löytyvät texas-instrumenttien tarjoama tietolomake. Voimmeko käyttää fotoresistejä vaihtoehtona fotodiodeille? Mikä tekee eron?