¿Qué es una Resistencia Dependiente de la Luz (LDR) o Fotoresistor?
A Resistencia dependiente de la luz (también conocido como fotoresistor o LDR) es un dispositivo cuyo resistividad es una función de la radiación electromagnética incidente. Por lo tanto, son dispositivos sensibles a la luz. También se llaman fotoconductores, células fotoconductoras o simplemente fotocélulas.
Se componen de semiconductor materiales de alta resistencia. Hay muchos símbolos diferentes que se utilizan para indicar un fotoresistor o LDR, uno de los más utilizados se muestra en la figura siguiente. La flecha indica la luz que cae sobre él.
Principio de funcionamiento del fotoresistor (LDR)
Entonces, ¿cómo funciona exactamente una fotoresistencia (es decir, una resistencia dependiente de la luz o LDR)? Los fotoresistores funcionan basados en el principio de la fotoconductividad. La fotoconductividad es un fenómeno óptico en el que la conductividad de los materiales aumenta cuando la luz es absorbida por el material.
Cuando la luz cae, es decir, cuando los fotones caen sobre el dispositivo, los electrones de la banda de valencia del material semiconductor son excitados a la banda de conducción. Estos fotones en la luz incidente deberían tener una energía mayor que la del hueco de la banda del material semiconductor para hacer que los electrones salten de la banda de valencia a la banda de conducción.
Por lo tanto, cuando la luz que tiene suficiente energía golpea el dispositivo, más y más electrones son excitados a la banda de conducción, lo que resulta en un gran número de carga los portadores. El resultado de este proceso es cada vez más actual comienza a fluir a través del dispositivo cuando el circuito está cerrado y por lo tanto se dice que el resistencia del dispositivo ha sido disminuido. Este es el más común Principio de funcionamiento del LDR.
Características del Fotoresistor (LDR)
Los fotoresistores LDR son dispositivos dependientes de la luz cuya resistencia disminuye cuando la luz cae sobre ellos y aumenta en la oscuridad. Cuando una resistencia dependiente de la luz se mantiene en la oscuridad, su resistencia es muy alta. Esta resistencia se denomina resistencia en la oscuridad. Puede llegar a ser tan alta como 1012 y si se permite al dispositivo absorber la luz su resistencia se reducirá drásticamente. Si se le aplica un voltaje constante y se aumenta la intensidad de la luz, la corriente comienza a aumentar. La figura de abajo muestra la resistencia frente a la curva de iluminación para un determinado LDR.
Las fotocélulas o LDR son dispositivos no lineales. Su sensibilidad varía con la longitud de onda de la luz que incide en ellas. Algunas fotocélulas pueden no responder en absoluto a un cierto rango de longitudes de onda. Basándose en el material utilizado, las diferentes células tienen diferentes curvas de respuesta espectral.
Cuando la luz incide en una fotocélula, normalmente el cambio de resistencia tarda de 8 a 12 ms, mientras que el cambio de resistencia tarda uno o más segundos en producirse. resistencia para volver a su valor inicial después de la eliminación de la luz. Este fenómeno se llama tasa de recuperación de la resistencia. Esta propiedad se utiliza en los compresores de audio.
También, LDRs son menos sensibles que los fotodiodos y fototransistores. (Una foto diodo y una fotocélula (LDR) no son lo mismo, un fotodiodo es un dispositivo semiconductor de unión pn que convierte la luz en electricidad, mientras que una fotocélula es un dispositivo pasivo, no hay unión pn en esto ni convierte la luz en electricidad).
Tipos de Resistencias Dependientes de la Luz (LDRs o Fotoresistores)
Los fotoresistores (LDR) pueden clasificarse en dos tipos dependiendo de los materiales utilizados para construirlos. Los dos tipos de fotoresistores incluyen:
- Fotoresistores intrínsecos (Semiconductor sin dopaje): Estos están hechos de materiales semiconductores puros como el silicio o el germanio. Los electrones se excitan de una banda de valance a otra de conducción cuando los fotones de suficiente energía caen sobre ellos y el número de portadores de carga se incrementa.
- Fotoresistores extrínsecos: Son materiales semiconductores dopados con impurezas que se llaman dopantes. Estos dopantes crean nuevas bandas de energía por encima de la banda de valencia que está llena de electrones. Por lo tanto, esto reduce la brecha de la banda y se requiere menos energía para excitarlos. Foto extrínseca resistencias se utilizan generalmente para longitudes de onda largas.
Construcción de una fotocélula
La estructura de un dependiente de la luz La resistencia consiste en un material sensible a la luz que se deposita en un sustrato aislante como la cerámica. El material se deposita en un patrón de zigzag para obtener la resistencia y la potencia deseada. Esta zona de zigzag separa las zonas de metal depositadas en dos regiones.
Entonces los contactos óhmicos se hacen a ambos lados del área. Las resistencias de estos contratos deben ser lo más bajas posibles para asegurar que la resistencia cambie principalmente debido al efecto de la luz solamente. Los materiales que se utilizan normalmente son el sulfuro de cadmio, el seleniuro de cadmio, el antimonio de indio y el sulfuro de cadmio. Se evita el uso de plomo y cadmio, ya que son perjudiciales para el medio ambiente.
Aplicaciones de los Fotoresistores (LDRs)
Los fotoresistores (LDRs) tienen un bajo costo y una estructura simple y se utilizan a menudo como luz Sensores. Otras aplicaciones de los fotoresistores incluyen:
- Detecte las ausencias o presencias de luz como en un medidor de luz de cámara.
- Usado en diseño del alumbrado público (puede combinarse con un buen kit de inicio de Arduino para actuar como controlador de la luz de la calle)
- Despertadores
- Circuitos de alarma antirrobo
- Los medidores de intensidad de la luz
- Utilizado como parte de un Sistema SCADA para realizar funciones como contar el número de paquetes en una cinta transportadora en movimiento
