Fotowiderstände, Funktionsprinzip und Umfang

  • Dec 14, 2020
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Die Elektronikindustrie stellt viele verschiedene Produkte her, unter denen lichtempfindliche Elemente einen besonderen Platz einnehmen. Die einfachsten von ihnen werden durch eine Funkkomponente dargestellt, die als "Fotowiderstand" bezeichnet wird und zur Kategorie der Halbleiter gehört.

Wenn Strahlungsenergie von einer Lichtquelle auf ihre Oberfläche trifft, nimmt der Widerstand des Materials ab, was zu einer Änderung des durch das Element fließenden Stroms führt. Die folgende Abbildung zeigt das Aussehen des Fotowiderstands und seine allgemein anerkannte Bezeichnung in elektrischen Schaltkreisen.

Funktionsprinzip

Um das Funktionsprinzip dieses Funkelements zu verstehen, müssen Sie sich zunächst mit seinem Gerät vertraut machen. Innerhalb des Produkts befindet sich zwischen zwei Leitern (Elektroden) eine Halbleiterschicht, die für die Intensität der Lichtbestrahlung empfindlich ist.

Für seine Bildung werden solche üblichen Kombinationen von Elementen des Periodensystems verwendet als:

  • Cadmiumsulfid.
  • Bleisulfid.
  • Cadmiumselenit und dergleichen.
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Weitere Informationen: Die spektrale Charakteristik des Gerätes hängt vom ausgewählten Material ab.

Mit anderen Worten hängt der Wellenlängenbereich von der Art des Halbleiters ab, unter dessen Einfluss sich der Widerstand des Materials ändert.

Wenn das Licht es nicht bestrahlt, ist es groß genug und erreicht zehn Megaohm. Wenn Lichtenergie auf den Halbleiter trifft, steigt die Konzentration der Ladungsträger (Elektronen und Löcher) stark an. Der Widerstand des Materials nimmt stark ab, was zu einer Erhöhung des entlang der Kette fließenden Stroms führt. Letzteres ist in einer Situation möglich, in der der Fotowiderstand an eine externe Stromquelle angeschlossen ist, wie auf dem Foto unten gezeigt.

Aufgrund des Fehlens eines Elektron-Loch-Übergangs als solcher spielt die Polarität des Einschaltens des Fotowiderstands keine Rolle.

Anwendungsgebiet

Machen wir gleich einen Vorbehalt, dass sich der Widerstand von Fotozellen dieser Klasse nicht sofort ändern kann, dh sie haben eine gewisse Trägheit. Dieser Nachteil begrenzt den Anwendungsbereich von Fotowiderständen auf Schaltungen mit niedriger Geschwindigkeit.

Unter Berücksichtigung der festgestellten Einschränkungen werden die betrachteten Elemente in den folgenden elektronischen Geräten und Systemen häufig verwendet:

  • In Standard-Fotorelais zur automatischen Steuerung vorhandener Beleuchtungsnetze.
  • In Lichtsensoren, bei denen Fotowiderstände als empfindliche Rekorder für den Lichtstrom verwendet werden.
  • In modernen Systemen Alarme, in denen Fotozellen installiert sind, die empfindlich auf Wellen aus dem UV-Bereich reagieren.

Im letzteren Fall basiert das Funktionsprinzip des Systems mit einem Fotowiderstand auf der Unterbrechung des Strahlungsflusses von einer auf das empfindliche Element gerichteten Ultraviolettquelle. Beispiele für die Verwendung in Strahlungsempfängern sind auf dem Foto unten dargestellt.