Svjetlost je oblik elektromagnetskog zračenja. Elektromagnetski spektar podijeljen je u mnogo opsega od kojih se Svjetlost obično odnosi na Vidljivi Spektar. Ali u fizici se gama zrake, X-zrake, mikrovalne pećnice i radio valovi također smatraju svjetlošću. Spektar vidljive svjetlosti ima valne duljine u rasponu od 400-700 nanometara, nalazi se između spektra infracrvenih zraka i ultraljubičastog spektra. Svjetlost nosi energiju u obliku fotona. Kada ti fotoni dođu u kontakt s drugim česticama, energija se prenosi zbog sudara. Koristeći ovaj princip svjetlosti, mnogi korisni proizvodi poput Fotodiode , Izumljeni su fotorezistori, solarni paneli itd.

Što je fotootpornik?

Fotootpornik

“skrivena aplikacija za otkrivanje mobilnih telefona ”

Svjetlost ima prirodu dualnosti valova i čestica. Što znači da svjetlost ima i česticu i val poput prirode. Kad padne svjetlost poluvodiča materijala, fotoni prisutni u svjetlosti apsorbiraju elektroni i oni se pobuđuju u više energetske pojaseve.

Fotootpornik je vrsta otpora ovisnog o svjetlu koji mijenja vrijednosti otpora na temelju svjetlosti koja na njega pada. Ovi fotootpornici imaju tendenciju smanjenja vrijednosti otpora s povećanjem intenziteta upadne svjetlosti.

Izlažu fotorezistori fotoprovodljivost . To su manje fotoosjetljivi uređaji u usporedbi s fotodiodama i fototranzistorima. Fotootpornost fotootpornika varira s promjenom temperature okoline.

Princip rada

Fotorezistor nema P-N spoj poput fotodioda. To je pasivna komponenta. Oni se sastoje od visokootpornih poluvodičkih materijala.

Kada svjetlost upada na fotootpornik, fotoni se apsorbiraju poluvodičkim materijalom. Energiju iz fotona apsorbiraju elektroni. Kad ti elektroni steknu dovoljno energije da prekinu vezu, uskaču u vodljivi pojas. Zbog toga se smanjuje otpor fotootpornika. Sa smanjenjem otpora, provodljivost se povećava.

Ovisno o vrsti poluvodičkog materijala koji se koristi za fotootpornik, njihov opseg otpora i osjetljivost razlikuju se. U nedostatku svjetlosti, fotootpornik može imati vrijednosti otpora u megaohmima. A za vrijeme prisutnosti svjetlosti, njegov otpor može se smanjiti na nekoliko stotina ohma.

Vrste fotootpornika

Ovisno o svojstvima poluprovodničkog materijala koji se koristi za izradu fotootpornika, oni se klasificiraju u dvije vrste - vanjski i unutarnji fotootpornici. Ti poluvodiči različito reagiraju pod različitim uvjetima valne duljine.

Unutarnji fotootpornici konstruirani su pomoću unutarnjeg poluvodičkog materijala. Ti unutarnji poluvodiči imaju vlastite nosače naboja. U njihovom vodljivom pojasu nema slobodnih elektrona. Sadrže rupe u valentnom pojasu.

Dakle, za pobuđivanje elektrona prisutnih u unutarnjem poluvodiču, od valentnog do provodnog pojasa, treba osigurati dovoljno energije da mogu preći čitav zapor. Stoga su nam potrebni fotoni veće energije da bi aktivirali uređaj. Stoga su unutarnji fotootpornici dizajnirani za otkrivanje svjetlosti veće frekvencije.

S druge strane, vanjski poluvodiči nastaju dopiranjem vlastitih poluvodiča s nečistoćama. Te nečistoće osiguravaju slobodne elektrone ili rupe za provođenje. Ti slobodni vodiči leže u energetskom pojasu bliže vodljivom pojasu. Stoga ih malo energije može potaknuti da uskoče u vodljivi pojas. Vanjski fotootpornici koriste se za otkrivanje duže valne duljine i svjetlosti niže frekvencije.

Što je intenzitet svjetlosti veći, veći je otpor fotootpornika. Osjetljivost fotootpornika varira ovisno o valnoj duljini primijenjene svjetlosti. Kada nema dovoljne valne duljine, dovoljno okidača uređaja, uređaj ne reagira na svjetlost. Vanjski fotootpornici mogu reagirati na infracrvene valove. Unutarnji fotootpornici mogu detektirati svjetlosne valove veće frekvencije.

Simbol fotootpornika

Fotootpornik-simbol

Fotorezistori se koriste za označavanje prisutnosti ili odsutnosti svjetlosti. Napisan je i kao LDR. Obično se sastoje od CD-a, Pbs-a, Pbse-a itd. Ovi su uređaji osjetljivi na promjene temperature. Dakle, čak i kad se intenzitet svjetlosti održava konstantnim, promjena otpora može se vidjeti na fotorezistorima.

Primjene Photoresistor-a

Otpor fotootpornika je nelinearna funkcija intenziteta svjetlosti. Fotorezistori nisu tako osjetljivi na svjetlost kao fotodiode ili fototranzistori. Neke od primjena fotootpornika su sljedeće -

Oni se koriste kao svjetlosni senzori.
Oni se koriste za mjerenje intenziteta svjetlosti.
Mjerači noćnog svjetla i svjetla za fotografiju koriste se fotootpornicima.
Njihovo latentno svojstvo koristi se u audio kompresorima i vanjskim osjetnicima.
Fotootpornike možete pronaći i u budilicima, vanjskim satima, solarnim uličnim svjetiljkama itd.
Infracrvena astronomija i infracrvena spektroskopija također koriste fotootpornike za mjerenje srednje infracrvene spektralne regije.

Projekti temeljeni na fotorezistorima

Fotootpornici su prikladan uređaj za mnoge hobiste. Dostupni su mnogi novi istraživački radovi i elektronički projekti temeljeni na fotorezistorima. Fotootpornici su pronašli novu primjenu u medicini, ugrađenim i astronomskim poljima. Neki od projekata osmišljenih pomoću fotootpornika su sljedeći -

Fotootpornik, studentski izrađen fotometar i njegova primjena u forenzičkoj analizi boja.
Integracija biokompatibilne organske otporne memorije i fotootpornika za primjenu osjetljive slike koja se može nositi.
Fotografiranje vremena pomoću pametnog telefona.
Dizajn i izvedba jednostavnog acousto optičkog dvostrukog upravljačkog kruga.
Sustav za otkrivanje lokacije izvora svjetlosti.
Mobilni robot uključen je zvukom i usmjereno upravlja vanjskim izvorom svjetlosti.
Dizajn sustava praćenja otvorenog koda za termodinamičku analizu zgrada i sustava.
Uređaj za zaštitu od pregrijavanja.
Uređaj za detekciju elektromagnetskog zračenja.
Automatska dvoosovinska kosilica na solarni pogon za poljoprivrednu primjenu.
Mehanizam osjetljivosti zamućenja vode pomoću LED-a za in-situ sustav praćenja.
Svjetlosna svjetlosna tipkovnica dizajnirana je pomoću fotootpornika.
Nova elektronička brava pomoću Morseova koda zasnovana na internetu stvari.
Sustav ulične rasvjete za pametne gradove pomoću fotootpornika.
Praćenje MRI interventnih uređaja s računalno upravljanim odbojnim biljezima.
Koriste se u svjetlosno aktiviranim roletama.
Fotootpornici se također koriste za automatsku kontrolu kontrasta i svjetline u televizorima i pametnim telefonima.
Za projektiranje preklopnih upravljačkih sklopova koriste se fotootpornici.

Zbog zabrane kadmija u Europi, uporaba Cdse i Cdse fotootpornika je ograničena. Fotootpornici se lako mogu implementirati i povezati s mikrokontrolerima.

Ovi su uređaji dostupni na tržištu kao IC senzori. Dostupni su kao senzori ambijentalnog svjetla, svjetlosni digitalni senzori, LDR itd. Neki od popularno korištenih proizvoda su OPT3002 svjetlosni senzori, LDR pasivni svjetlosni senzori itd. Električne karakteristike, specifikacije itd. OPT3002 možete pronaći u tablicu podataka koju pružaju texas instrumenti. Možemo li koristiti fotootpornike kao alternativu fotodiodama? Što čini razliku?