LDR-Schaltungen und Arbeitsprinzip

Wie der Name schon sagt, ist ein LDR oder lichtabhängiger Widerstand eine Art Widerstand, der in Abhängigkeit von der Intensität des auf seine Oberfläche einfallenden Lichts einen weiten Bereich von Widerstandswerten aufweist. Die Variation im Widerstandsbereich kann zwischen einigen hundert Ohm und vielen Megaohm liegen.

Sie sind auch als Fotowiderstände bekannt. Der Widerstandswert in einem LDR ist umgekehrt proportional zur Intensität des auf ihn fallenden Lichts. Das heißt, wenn das Licht weniger ist, ist der Widerstand größer und umgekehrt.

LDR Interner Aufbau

Die folgende Abbildung zeigt die interne Präparationsansicht einer LDR-Vorrichtung, in der die photoleitende Substanz im Zick-Zack- oder Spiralmuster aufgetragen ist, die über einer keramischen Isolierbasis eingebettet ist und deren Endpunkte als Zuleitungen der Vorrichtung abgeschlossen sind.

Das Muster gewährleistet maximalen Kontakt und Wechselwirkung zwischen dem kristallinen photoleitenden Material und den sie trennenden Elektroden.

Das photoleitende Material besteht im Allgemeinen aus Cadmiumsulfid (CdS) oder Cadmiumselenid (CdSe).

Die Art und Dicke des Materials und die Breite seiner abgeschiedenen Schicht geben den Bereich des LDR-Widerstandswerts und auch die Menge an Watt an, mit der es umgehen kann.

Die zwei Leitungen der Vorrichtung sind in eine undurchsichtige nichtleitende Basis mit einer isolierten transparenten Beschichtung über der photoleitenden Schicht eingebettet.

Das schematische Symbol eines LDR ist unten dargestellt:

LDR-Größen

Der Durchmesser von Fotozellen oder LDRs kann zwischen 3 mm (1/8 Zoll) und 25 mm (über 1 Zoll) liegen. Üblicherweise sind diese mit Durchmessern von 10 mm erhältlich.

LDRs, die kleiner als diese sind, werden im Allgemeinen verwendet, wenn der Platz ein Problem darstellt oder in SMD-basierten Boards. Die kleineren Varianten weisen eine geringere Verlustleistung auf. Möglicherweise finden Sie auch einige Varianten, die hermetisch abgedichtet sind, um ein zuverlässiges Arbeiten auch in rauen und unerwünschten Umgebungen zu gewährleisten.

Vergleich der LDR-Eigenschaften mit dem menschlichen Auge

Die obige Grafik zeigt den Vergleich zwischen den Eigenschaften lichtempfindlicher Geräte und unserem Auge. Die Grafik zeigt die Auftragung der relativen spektralen Antwort gegen eine Wellenlänge von 300 bis 1200 Nanometer (nm).

Die charakteristische Wellenform des menschlichen Auges, die durch die gepunktete glockenförmige Kurve angezeigt wird, zeigt die Tatsache, dass unser Auge eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber einem relativ schmaleren Band des elektromagnetischen Spektrums aufweist, ungefähr zwischen 400 und 750 nm.

Der Peak der Kurve hat einen Maximalwert im Grünlichtspektrum im Bereich von 550 nm. Dies erstreckt sich bis in das violette Spektrum mit einem Bereich zwischen 400 und 450 nm auf einer Seite. Auf der anderen Seite erstreckt sich dies in den dunkelroten Lichtbereich mit einem Bereich zwischen 700 und 780 nm.

Die obige Abbildung zeigt auch genau, warum Cadmiumsulfid (CdS) -Photozellen bei lichtgesteuerten Schaltungsanwendungen die Favoriten sind: Die Peaks der spektralen Antwortkurve für Cds liegen nahe 600 nm, und diese Spezifikation ist mit dem Bereich des menschlichen Auges ziemlich identisch.

Tatsächlich können die Peaks der Cadmiumselenid (CdSe) -Reaktionskurve sogar über 720 nm hinausgehen.

LDR-Widerstand gegen Lichtgraph

Das besagte CdSe kann jedoch eine höhere Empfindlichkeit für fast den gesamten Bereich des Spektrums des sichtbaren Lichts aufweisen. Im Allgemeinen kann die Kennlinie einer CdS-Fotozelle wie in der folgenden Abbildung angegeben sein.

Sein Widerstand in Abwesenheit von Licht kann etwa 5 Megaohm betragen, der bei einer Lichtintensität von 100 Lux oder einer Lichtstärke, die einem optimal beleuchteten Raum entspricht, auf etwa 400 Ohm abfallen kann, und bei Lichtintensität etwa 50 Ohm ist so hoch wie 8000 Lux. typischerweise wie durch direktes helles Sonnenlicht erhalten.

Der Lux ist die SI-Einheit für die Beleuchtungsstärke, die durch einen Lichtstrom von 1 Lumen erzeugt wird, der gleichmäßig über eine Fläche von 1 Quadratmeter verteilt ist. Die modernen Fotozellen oder LDRs sind hinsichtlich Leistung und Spannung angemessen ausgelegt und entsprechen den normalen Festwiderständen.

Die Verlustleistung für einen Standard-LDR kann etwa 50 und 500 Milliwatt betragen, was von der Qualität des für den Detektor verwendeten Materials abhängen kann.

Vielleicht ist das einzige, was an LDRs oder Fotowiderständen nicht so gut ist, ihre langsame Reaktionsspezifikation auf Lichtänderungen. Mit Cadmiumselenid gebaute Fotozellen weisen typischerweise kürzere Zeitkonstanten auf als Cadmiumsulfid-Fotozellen (ungefähr 10 Millisekunden im Gegensatz zu 100 Millisekunden).

Möglicherweise finden Sie diese Geräte auch mit niedrigeren Widerständen, erhöhter Empfindlichkeit und erhöhtem Temperaturwiderstandskoeffizienten.

Die Hauptanwendungen, in denen Fotozellen normalerweise implementiert sind, sind fotografische Belichtungsmesser. helle und dunkle aktivierte Schalter zur Steuerung Straßenlichter und Alarmanlagen. Bei einigen Anwendungen mit lichtaktivierten Alarmen wird das System durch eine Lichtstrahlunterbrechung ausgelöst.

Sie können auch auf reflektierende Rauchmelder mit Fotozellen stoßen.

LDR-Anwendungsschaltungen

Die folgenden Bilder zeigen einige der interessanten praktischen Schaltungsanwendungsschaltungen für Fotozellen.

Lichtaktiviertes Relais

DER TRANSISTOR KANN EIN KLEINER SIGNALTYP WIE BC547 SEIN

Die in der obigen Abbildung angegebene einfache LDR-Schaltung reagiert so, dass sie immer dann reagiert, wenn Licht auf den LDR fällt, der in einem normalerweise dunklen Hohlraum installiert ist, beispielsweise im Inneren einer Box oder eines Gehäuses.

Die Fotozelle R1 und der Widerstand R2 erzeugen einen Potentialteiler, der die Basisvorspannung von Q1 festlegt. Wenn es dunkel ist, weist die Fotozelle einen erhöhten Widerstand auf, was zu einer Vorspannung von Null an der Basis von Q1 führt, wodurch Q1 und das Relais RY1 ausgeschaltet bleiben.

Wenn auf dem Fotozellen-LDR ein angemessenes Lichtniveau festgestellt wird, fällt sein Widerstandsniveau schnell auf einige niedrigere Größen ab. und ein Vorspannungspotential kann die Basis von Q1 erreichen. Dadurch wird das Relais RY1 eingeschaltet, dessen Kontakte zur Steuerung eines externen Stromkreises oder einer externen Last verwendet werden.

Dunkelaktiviertes Relais

Die nächste Abbildung zeigt, wie der erste Stromkreis in einen dunkelheitsaktivierten Relaisstromkreis umgewandelt werden kann.

In diesem Beispiel wird das Relais aktiviert, wenn am LDR kein Licht vorhanden ist. R1 wird zum Einstellen der Empfindlichkeit der Schaltung verwendet. Der Widerstand R2 und die Fotozelle R3 arbeiten wie ein Spannungsteiler.

Die Spannung an der Verbindungsstelle von R2 und R3 steigt an, wenn Licht auf R3 fällt, das durch gepuffert wird Emitterfolger Q1. Der Emitterausgang von Q1-Antrieben gemeinsamer Emitterverstärker Q2 über R4 und steuert entsprechend das Relais.

Präzisions-LDR-Lichtdetektor

Obwohl einfach, sind die obigen LDR-Schaltungen anfällig für Änderungen der Versorgungsspannung und auch für Änderungen der Umgebungstemperatur.

Das nächste Diagramm zeigt, wie der Nachteil durch eine lichtaktivierte Schaltung mit empfindlicher Präzision behoben werden kann, die funktioniert, ohne von Spannungs- oder Temperaturschwankungen beeinflusst zu werden.

In dieser Schaltung sind der LDR R5, der Topf R6 und die Widerstände R1 und R2 in Form eines Wheatstone-Brückennetzwerks miteinander konfiguriert.

Der Operationsverstärker ICI zusammen mit dem Transistor Q1 und Relais RY1 arbeiten wie ein sehr empfindlicher Schalter zur Erkennung des Gleichgewichts.

Der Ausgleichspunkt der Brücke wird unabhängig von Schwankungen der Versorgungsspannung oder der atmosphärischen Temperatur nicht beeinträchtigt.

Dies wird nur durch die Änderungen der relativen Werte der dem Brückennetzwerk zugeordneten Komponenten bewirkt.

In diesem Beispiel bilden der LDR R5 und der Topf R6 einen Arm der Wheatstone-Brücke. R1 und R2 bilden den zweiten Arm der Brücke. Diese beiden Arme wirken wie Spannungsteiler. Der R1 / R2-Arm stellt eine konstante Versorgungsspannung von 50% für den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers her.

Der vom Poti und dem LDR gebildete Potentialteiler erzeugt eine lichtabhängige variable Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers.

Der Aufbau der Schaltung, Topf R6, wird so eingestellt, dass das Potential an der Verbindungsstelle von R5 und R6 höher ist als das Potential an Pin3, wenn die gewünschte Menge an Umgebungslicht auf den LDR fällt.

In diesem Fall ändert der Ausgang des Operationsverstärkers sofort den Zustand von positiv auf 0 V und schaltet Q1 und das angeschlossene Relais ein. Das Relais aktiviert und schaltet die Last aus, bei der es sich möglicherweise um eine Lampe handelt.

Diese auf Operationsverstärkern basierende LDR-Schaltung ist sehr präzise und reagiert auch auf kleinste Änderungen der Lichtintensität, die vom menschlichen Auge nicht erkannt werden können.

Das obige Operationsverstärkerdesign kann leicht in ein dunkelheitsaktiviertes Relais umgewandelt werden, entweder durch Vertauschen der Anschlüsse Pin2 und Pin3 oder durch Vertauschen der Positionen R5 und R6, wie unten gezeigt:

Hinzufügen einer Hysteresefunktion

Bei Bedarf kann diese LDR-Schaltung mit einem aufgerüstet werden Hysteresefunktion wie im nächsten Diagramm gezeigt. Dies erfolgt durch Einführen eines Rückkopplungswiderstands R5 über den Ausgangsstift und den Stift 3 des IC.

Bei dieser Ausführung wird das Relais normal betätigt, wenn die Lichtintensität den voreingestellten Wert überschreitet. Wenn jedoch das Licht am LDR abfällt und unter den voreingestellten Wert fällt, schaltet es das Relais aufgrund des nicht aus Hystereseeffekt .

Das Relais schaltet nur dann aus, wenn das Licht auf einen deutlich niedrigeren Wert gefallen ist, der durch den Wert von R5 bestimmt wird. Niedrigere Werte führen zu einer höheren Verzögerungsverzögerung (Hysterese) und umgekehrt.

Kombinieren von hellen und dunklen Aktivierungsfunktionen in einem

Bei diesem Design handelt es sich um ein Präzisions-Hell / Dunkel-Relais, das durch Kombinieren der zuvor erläuterten Dunkel- und Lichtschalterschaltungen entwickelt wurde. Im Grunde ist es ein Fensterkomparator Schaltkreis.

Das Relais RY1 wird eingeschaltet, wenn entweder der Lichtpegel am LDR eine der Topfeinstellungen überschreitet oder unter den anderen Topfwert fällt.

Poti R1 bestimmt den Dunkelaktivierungspegel, während Poti R3 den Schwellenwert für die Lichtpegelaktivierung des Relais festlegt. Der Topf R2 dient zum Einstellen der Versorgungsspannung an die Schaltung.

Das Einrichtungsverfahren umfasst das Einstellen des ersten voreingestellten Topfes R2, so dass ungefähr die Hälfte der Versorgungsspannung am Übergang LDR R6 und Topf R2 eingeführt wird, wenn der LDR Licht mit einer normalen Intensität empfängt.

Das Potentiometer R1 wird anschließend so eingestellt, dass das Relais RY1 einschaltet, sobald der LDR ein Licht unterhalb der bevorzugten Dunkelheit erkennt.

Ebenso kann der Topf R3 so eingestellt werden, dass das Relais RY1 bei der vorgesehenen Helligkeit eingeschaltet wird.

Durch Licht ausgelöster Alarmkreis

Nun wollen wir sehen, wie ein LDR als lichtaktivierter Alarmkreis angewendet werden kann.

Die Alarmglocke oder der Summer sollten intermittierend sein, dh mit kontinuierlichen EIN / AUS-Wiederholungen ertönen und für einen Strom von weniger als 2 Ampere ausgelegt sein. LDR R3 und Widerstand R2 bilden ein Spannungsteilernetzwerk.

Unter schlechten Lichtbedingungen ist der Fotozellen- oder LDR-Widerstand hoch, was dazu führt, dass die Spannung am Übergang R3 und R2 nicht ausreicht, um das angeschlossene SCR1-Gate auszulösen.

Wenn das einfallende Licht heller ist, fällt der LDR-Widerstand auf ein Niveau ab, das ausreicht, um den SCR auszulösen, der sich einschaltet und den Alarm aktiviert.

Wenn es dagegen dunkler wird, steigt der LDR-Widerstand und schaltet den SCR und den Alarm aus.

Es ist wichtig zu beachten, dass der SCR hier nur ausgeschaltet wird, weil der Alarm ein intermittierender Typ ist, der dazu beiträgt, die Verriegelung des SCR ohne Gate-Strom zu lösen und den SCR auszuschalten.

Hinzufügen einer Empfindlichkeitssteuerung

Die obige SCR-LDR-Alarmschaltung ist ziemlich grob und weist eine sehr geringe Empfindlichkeit auf, und es fehlt auch eine Empfindlichkeitssteuerung. Die folgende Abbildung zeigt, wie das Design mit den genannten Funktionen verbessert werden kann.

Hier wird der Festwiderstand im vorherigen Diagramm durch einen Topf R6 und eine Puffer-BJT-Stufe ersetzt, die durch Q1 zwischen dem Gate des SCR und dem LDR-Ausgang eingeführt wird.

Zusätzlich sehen wir einen Push-to-Off-Schalter A1 und R4 parallel zur Klingel oder zum Alarmgerät. Diese Phase ermöglicht es dem Benutzer, das System unabhängig von der intermittierenden Natur der Klingelvorrichtung in einen Verriegelungsalarm umzuwandeln.

Der Widerstand R4 stellt sicher, dass selbst während die Glocke in einem selbstunterbrechenden Ton läutet, der Verriegelungsanodenstrom niemals bricht und der SCR verriegelt bleibt, sobald er eingeschaltet wird.

S1 wird verwendet, um die Verriegelung manuell zu lösen und den SCR und den Alarm auszuschalten.

Um den oben erläuterten SCR-Lichtaktivierungsalarm mit verbesserter Präzision weiter zu verbessern, kann eine op-amp-basierte Triggerung hinzugefügt werden, wie unten gezeigt. Die Funktionsweise der Schaltung ähnelt den zuvor diskutierten lichtaktivierten LDR-Designs.

LDR-Alarmschaltung mit gepulstem Tonausgang

Dies ist eine weitere dunkel aktivierte Alarmschaltung mit einem integrierten 800-Hz-Impulsgenerator mit geringer Leistung zum Ansteuern eines Lautsprechers.

Zwei NOR-Gatter IC1-c und ICI-d sind als astabiler Multivibrator zum Erzeugen einer Frequenz von 800 Hz konfiguriert. Diese Frequenz wird über einen kleinen Signalverstärker mit dem BJT Q1 in den Lautsprecher eingespeist.

Die obige NOR-Gate-Stufe wird nur aktiviert, solange der Ausgang von IC 1-b niedrig oder 0 V wird. Die anderen beiden NOR-Gatter IC 1-a und IC1-b sind in ähnlicher Weise als stabiler Multivibrator zur Erzeugung eines 6-Hz-Impulsausgangs angeschlossen und werden auch nur aktiviert, wenn der Gatterstift 1 niedrig oder bei 0 V gezogen wird.

Pin1 ist mit der potenziellen Teilerverbindung zwischen LDR R4 und Topf R5 verbunden.

Das funktioniert so: Wenn das Licht am LDR ausreichend hell ist, ist das Sperrschichtpotential hoch, wodurch beide astabilen Multivibratoren deaktiviert bleiben, was bedeutet, dass kein Ton vom Lautsprecher ausgegeben wird.

Wenn jedoch der Lichtpegel unter den voreingestellten Pegel fällt, wird der R4 / R5-Übergang ausreichend niedriger, wodurch der 6-Hz-Astable aktiviert wird. Dieser Astable beginnt nun, den 800-Hz-Astable mit einer Frequenz von 6 Hz zu steuern oder zu schalten. Dies führt zu einem gemultiplexten 800-Hz-Ton auf dem Lautsprecher, der mit 6 Hz gepulst wird.

Um dem obigen Design eine Verriegelungsfunktion hinzuzufügen, fügen Sie einfach den Schalter S1 und den Widerstand R1 wie unten angegeben hinzu:

Um einen lauten, verstärkten Klang vom Lautsprecher zu erhalten, kann dieselbe Schaltung mit einer verbesserten Ausgangstransistorstufe aufgerüstet werden, wie unten gezeigt:

In unserer früheren Diskussion haben wir gelernt, wie ein Operationsverstärker zur Verbesserung der Genauigkeit der LDR-Lichterkennung verwendet werden kann. Das gleiche kann in der obigen Konstruktion angewendet werden, um eine hochpräzise Impulston-Lichtdetektorschaltung zu erzeugen

LDR-Einbruchalarmkreis

Eine einfache Einbruchalarmschaltung zur Unterbrechung des LDR-Lichtstrahls ist unten zu sehen.

Normalerweise empfängt die Fotozelle oder der LDR die erforderliche Lichtmenge durch die installierte Lichtstrahlquelle. Dies kann von einem sein Laserstrahl Quelle auch.

Dies hält seinen Widerstand niedrig und dies erzeugt auch ein unzureichend niedriges Potential am Übergang von Topf R4 und Fotozelle R5. Aus diesem Grund bleibt der SCR zusammen mit der Glocke deaktiviert.

In einem Fall, in dem der Lichtstrahl unterbrochen wird, steigt jedoch der LDR-Widerstand an, wodurch das Übergangspotential von R4 und R5 erheblich erhöht wird.

Dies löst sofort das Einschalten der Alarmglocke durch SCR1 aus. Der Widerstand R3 in Reihe mit dem Schalter S1 wird eingeführt, um eine dauerhafte Verriegelung des Alarms zu ermöglichen.

Zusammenfassen der LDR-Spezifikationen

Es gibt viele verschiedene Namen, unter denen die LDR (Light Dependent Resistors) bekannt sind, einschließlich Namen wie Fotowiderstand, Fotozelle, Fotoleiterzelle und Fotoleiter.

Normalerweise ist der Begriff „Fotozelle“ der Begriff, der am häufigsten verwendet wird und in Anweisungen und Datenblättern am häufigsten verwendet wird.

Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen, für die der LDR oder Fotowiderstand verwendet werden kann, da diese Vorrichtungen mit ihren lichtempfindlichen Eigenschaften gut sind und auch zu geringen Kosten erhältlich sind.

Somit könnte LDR über einen langen Zeitraum populär bleiben und in Anwendungen wie fotografischen Lichtmessern, Einbruch- und Rauchmeldern, in Straßenlaternen zur Steuerung der Beleuchtung, Flammenmeldern und Kartenlesern in großem Umfang eingesetzt werden.

Der Oberbegriff 'Fotozelle' wird in der allgemeinen Literatur für die lichtabhängigen Widerstände verwendet.

Entdeckung von LDR

Wie oben diskutiert, ist der LDR über einen langen Zeitraum der Favorit unter den Fotozellen geblieben. Die frühen Formen der Fotowiderstände wurden im frühen neunzehnten Jahrhundert hergestellt und auf den Markt gebracht.

Dies wurde durch die Entdeckung der 'Photoleitfähigkeit des Selens' im Jahr 1873 durch den Wissenschaftler namens Smith hergestellt.

Seitdem wurde eine gute Auswahl verschiedener photoleitender Bauelemente hergestellt. Ein wichtiger Fortschritt auf diesem Gebiet wurde im frühen zwanzigsten Jahrhundert erzielt, insbesondere 1920 von dem renommierten Wissenschaftler T.W. Ein Fall, der sich mit dem Phänomen der Photoleitfähigkeit befasste, und seine Arbeit „Thalofide Cell - eine neue fotoelektrische Zelle“ wurden 1920 veröffentlicht.

Während der nächsten zwei Jahrzehnte in den 1940er und 1930er Jahren wurde eine Reihe anderer relevanter Substanzen für die Entwicklung von Fotozellen untersucht, darunter PbTe, PbS und PbSe. Ferner wurden 1952 die Fotoleiter der Halbleiterversion dieser Bauelemente von Simmons und Rollin unter Verwendung von Germanium und Silizium entwickelt.

Symbol der lichtabhängigen Widerstände

Das Schaltungssymbol, das für den Fotowiderstand oder den lichtabhängigen Widerstand verwendet wird, ist eine Kombination des Widerstands, der animiert ist, um anzuzeigen, dass der Fotowiderstand von Natur aus lichtempfindlich ist.

Das Grundsymbol des lichtabhängigen Widerstands besteht aus einem Rechteck, das die Funktion des Widerstands des LDR symbolisiert. Das Symbol besteht zusätzlich aus zwei Pfeilen in Eingangsrichtung.

Das gleiche Symbol wird verwendet, um die Lichtempfindlichkeit in den Fototransistoren und Fotodioden zu symbolisieren.

Das oben beschriebene Symbol für „Widerstand und Pfeile“ wird von den lichtabhängigen Widerständen in den meisten ihrer Anwendungen verwendet.

Es gibt jedoch nur wenige Fälle, in denen das von den lichtabhängigen Widerständen verwendete Symbol den in einem Kreis eingeschlossenen Widerstand darstellt. Dies ist im Fall ersichtlich, wenn Schaltpläne gezeichnet werden.

Das Symbol, bei dem kein Kreis um den Widerstand vorhanden ist, ist jedoch ein häufigeres Symbol, das von den Fotowiderständen verwendet wird.

Technische Spezifikationen

Die Oberfläche von LDR besteht aus zwei photoleitenden Cadmiumsulfid (cds) -Zellen mit spektralen Reaktionen, die mit denen des menschlichen Auges vergleichbar sind. Der Widerstand der Zellen fällt linear ab, wenn die Lichtintensität auf ihrer Oberfläche erhöht wird.

Der Fotoleiter, der zwischen den beiden Kontakten angeordnet ist, wird von der Fotozelle oder dem Fotowiderstand als Hauptreaktionskomponente verwendet. Das Der Widerstand der Fotowiderstände ändert sich wenn der Fotowiderstand dem Licht ausgesetzt ist.

Fotoleitfähigkeit: Die Elektronenträger werden erzeugt, wenn die verwendeten Halbleitermaterialien des Fotoleiters die Photonen absorbieren. Dies führt zu dem Mechanismus, der hinter den lichtabhängigen Widerständen arbeitet.

Obwohl Sie möglicherweise feststellen, dass die von den Fotowiderständen verwendeten Materialien unterschiedlich sind, handelt es sich meistens um Halbleiter.

Wenn sie in Form von Fotowiderständen verwendet werden, wirken diese Materialien nur dann als Widerstandselemente, wenn keine PN-Übergänge vorhanden sind. Dies führt dazu, dass das Gerät vollständig passiv wird.

Es gibt grundsätzlich zwei Arten von Fotowiderständen oder Fotoleitern:

Eigener Fotowiderstand: Das photoleitende Material, das von einem bestimmten Fotowiderstandstyp verwendet wird, ermöglicht es den Ladungsträgern, angeregt zu werden und von ihren anfänglichen Valenzbindungen zu den Leitungsbändern zu springen.

Extrinsischer Fotowiderstand: Das photoleitende Material, das von einem bestimmten Fotowiderstandstyp verwendet wird, ermöglicht es den Ladungsträgern, angeregt zu werden und von ihren anfänglichen Valenzbindungen bzw. Verunreinigungen zu den Leitungsbändern zu springen.

Dieser Prozess erfordert nichtionisierte Verunreinigungsdotiermittel, die ebenfalls flach sind, und erfordert, dass dies stattfindet, wenn Licht vorhanden ist.

Das Design der Fotozellen oder extrinsischen Fotowiderstände erfolgt speziell unter Berücksichtigung der langwelligen Strahlung, wie beispielsweise der Infrarotstrahlung in den meisten Fällen.

Bei der Auslegung wird jedoch auch berücksichtigt, dass jede Art der Wärmeerzeugung vermieden werden muss, da sie bei sehr niedrigen Temperaturen betrieben werden muss.

Grundstruktur des LDR

Die Anzahl der natürlichen Verfahren, die üblicherweise zur Herstellung der Fotowiderstände oder der lichtabhängigen Widerstände beobachtet werden, ist sehr gering.

Ein lichtempfindliches Widerstandsmaterial wird von den lichtabhängigen Widerständen zur ständigen Belichtung verwendet. Wie oben diskutiert, gibt es einen speziellen Abschnitt, der von dem lichtempfindlichen Widerstandsmaterial verarbeitet wird, das mit beiden oder einem der Enden der Anschlüsse in Kontakt sein muss.

Eine Halbleiterschicht, die in der Natur aktiv ist, wird in einer allgemeinen Struktur eines Fotowiderstands oder eines lichtabhängigen Widerstands verwendet, und ein isolierendes Substrat wird ferner zum Abscheiden der Halbleiterschicht verwendet.

Um die Halbleiterschicht mit der Leitfähigkeit des erforderlichen Niveaus zu versorgen, wird die erstere leicht dotiert. Danach werden die Klemmen entsprechend über die beiden Enden angeschlossen.

Eines der Hauptprobleme bei der Grundstruktur des lichtabhängigen Widerstands oder der Fotozelle ist der Widerstand des Materials.

Die Kontaktfläche des Widerstandsmaterials wird minimiert, um sicherzustellen, dass das Gerät, wenn es dem Licht ausgesetzt wird, seinen Widerstand effizient ändert. Um diesen Zustand zu erreichen, wird sichergestellt, dass die Umgebung der Kontakte stark dotiert ist, was zu einer Verringerung des Widerstands in dem gegebenen Bereich führt.

Die Form der Umgebung des Kontakts ist so gestaltet, dass sie hauptsächlich im Interdigitalmuster oder in der Zick-Zack-Form vorliegt.

Dies ermöglicht die Maximierung des belichteten Bereichs zusammen mit der Verringerung der Pegel des Störwiderstands, was wiederum zu einer Erhöhung der Verstärkung führt, indem der Abstand zwischen den beiden Kontakten der Fotowiderstände verkleinert und klein gemacht wird.

Es besteht auch die Möglichkeit der Verwendung des Halbleitermaterials wie eines polykristallinen Halbleiters, der es auf einem Substrat abscheidet. Eines der Substrate, die dafür verwendet werden können, ist Keramik. Dies ermöglicht, dass der lichtabhängige Widerstand kostengünstig ist.

Wo Fotowiderstände verwendet werden

Der attraktivste Punkt des lichtabhängigen Widerstands oder eines Fotowiderstands ist, dass er kostengünstig ist und daher in einer Vielzahl von elektronischen Schaltungsdesigns weit verbreitet ist.

Abgesehen davon bieten ihnen ihre robusten Eigenschaften und ihre einfache Struktur auch einen Vorteil.

Obwohl dem Fotowiderstand verschiedene Merkmale fehlen, die in einem Fototransistor und einer Fotodiode zu finden sind, ist er immer noch eine ideale Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen.

Daher wird LDR über einen langen Zeitraum kontinuierlich in einer Reihe von Anwendungen wie fotografischen Lichtmessgeräten, Einbruch- und Rauchmeldern in Straßenlaternen zur Steuerung der Beleuchtung, Flammenmeldern und Kartenlesern eingesetzt.

Der Faktor, der die Fotowiderstandseigenschaften bestimmt, ist der verwendete Materialtyp, und daher können die Eigenschaften entsprechend variieren. Einige der von den Fotowiderständen verwendeten Materialien besitzen sehr lange Konstanten.

Daher ist es wesentlich, dass der Fotowiderstandstyp für bestimmte Anwendungen oder Schaltungen sorgfältig ausgewählt wird.

Einpacken

Der lichtabhängige Widerstand oder LDR ist eine der sehr nützlichen Erfassungsvorrichtungen, die auf viele verschiedene Arten zur Verarbeitung der Lichtintensität implementiert werden können. Das Gerät ist im Vergleich zu anderen Lichtsensoren billiger, kann jedoch die erforderlichen Dienste mit größter Effizienz bereitstellen.

Die oben diskutierten LDR-Schaltungen sind nur einige Beispiele, die den grundlegenden Modus der Verwendung eines LDR in praktischen Schaltungen erklären. Die diskutierten Daten können auf verschiedene Weise für viele interessante Anwendungen untersucht und angepasst werden. Habe Fragen? Fühlen Sie sich frei, durch das Kommentarfeld auszudrücken.