Жарыққа сезімтал резистор (LDR) - жарық мөлшеріне қарай кедергісі төмендейтін пассивті компонент. Электр тізбектерінде қолданылады, фотожүйкелік құрылғы.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жарыққа тәуелді резистор
Light dependent resistor
Фоторезистор (фотокөршік, немесе жарыққа тәуелді резистор, LDR, немесе фотоөткізгіш жасуша деп те аталады) – өзінің сезімтал бетіне түсетін жарықтың (жарықтылықтың) артуына байланысты кедергісі төмендейтін пассивті компонент, яғни фотоөткізгіштік қасиетін көрсетеді. Фоторезистор жарыққа сезімтал детекторлардың схемаларында, сондай-ақ жарықпен және қараңғымен іске қосылатын коммутациялық схемаларда жартылай өткізгіш кедергі ретінде қолданылуы мүмкін. Қараңғыда фоторезистордың кедергісі бірнеше мегаомға (МΩ) дейін жете алады, ал жарықта – бірнеше жүз омға дейін төмендеуі мүмкін. Фоторезисторға түсетін жарық белгілі бір жиіліктен асса, жартылай өткізгіш сіңіретін фотондар байланысқан электрондарға өткізгіштік белдеуіне секіруге жеткілікті энергия береді. Нәтижесінде пайда болатын бос электрондар (және олардың тесік жұптастары) электр тогын өткізеді, осылайша кедергіні төмендетеді. Фоторезистордың кедергі диапазоны мен сезімталдығы әртүрлі құрылғыларда айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін. Сонымен қатар, әртүрлі фоторезисторлар белгілі бір толқын ұзындығы диапазонындағы фотондарға әртүрлі реакция көрсетуі мүмкін. Фотоэлектрлік құрылғы ішкі немесе сыртқы болуы мүмкін. Ішкі жартылай өткізгіштің өз заряд тасымалдаушылары болады және ол тиімді жартылай өткізгіш емес (мысалы, кремний). Ішкі құрылғыларда қол жетімді электрондардың көп бөлігі валенттік белдеуде орналасқан, сондықтан электронды бүкіл белдеуге қоздыру үшін фотон жеткілікті энергияға ие болуы керек. Сыртқы құрылғыларға қоспалар, сондай-ақ допанттар қосылады, олардың негізгі күй энергиясы өткізгіштік белдеуіне жақын; электрондардың секіруіне қажетті қашықтық аз болғандықтан, құрылғыны іске қосу үшін төмен энергиялы фотондар (яғни, ұзын толқын ұзындығы және төмен жиілік) жеткілікті. Егер кремний үлгісінің бір бөлігі фосфор атомдарымен (қоспалар) алмастырылса, өткізгіштік үшін қосымша электрондар пайда болады. Бұл сыртқы жартылай өткізгіштің мысалы.
A photoresistor (also known as a photocell, or light dependent resistor, LDR, or photo conductive cell) is a passive component that decreases in resistance as a result of increasing luminosity (light) on its sensitive surface, in other words, it exhibits photoconductivity. A photoresistor can be used in light sensitive detector circuits and light activated and dark activated switching circuits acting as a semiconductor resistance. In the dark, a photoresistor can have a resistance as high as several megaohms (MΩ), while in the light, it can have a resistance as low as a few hundred ohms. If incident light on a photoresistor exceeds a certain frequency, photons absorbed by the semiconductor give bound electrons enough energy to jump into the conduction band. The resulting free electrons (and their hole partners) conduct electricity, thereby lowering resistance. The resistance range and sensitivity of a photoresistor can substantially differ among dissimilar devices. Moreover, unique photoresistors may react substantially differently to photons within certain wavelength bands. A photoelectric device can be either intrinsic or extrinsic. An intrinsic semiconductor has its own charge carriers and is not an efficient semiconductor (such as silicon is). In intrinsic devices, most of the available electrons are in the valence band, and hence the photon must have enough energy to excite the electron across the entire bandgap. Extrinsic devices have impurities, also called dopants, added whose ground state energy is closer to the conduction band; since the electrons do not have as far to jump, lower energy photons (that is, longer wavelengths and lower frequencies) are sufficient to trigger the device. If a sample of silicon has some of its atoms replaced by phosphorus atoms (impurities), there will be extra electrons available for conduction. This is an example of an extrinsic semiconductor.
Құрылыс мәселесі
Фоторезистор фотодиодқа немесе фототранзисторға қарағанда жарыққа аз сезімтал. Соңғы екі компонент – нағыз жартылай өткізгіш құрылғылар, ал фоторезистор – PN-қосылысы жоқ пассивті компонент. Кез келген фоторезистордың фоторезистивтілігі қоршаған ортаның температурасына байланысты үлкен өзгерістерге ұшырауы мүмкін, сондықтан оларды жарық фотондарының нақты өлшеуін немесе сезімталдығын қажет ететін қолданулар үшін қолайсыз етеді. Фоторезисторлар жарыққа түскен кезде кедергісінің төмендеуіне дейін белгілі бір уақыт кешігуді көрсетеді, әдетте 10 миллисекунд шамасында. Жарықтан қараңғы ортаға ауысқандағы кешігу уақыты одан да ұзақ, көбінесе бір секундқа дейін созылады. Бұл қасиет оларды жылдам жыпылықтайтын жарықты сезуге жарамсыз етеді, бірақ кейде аудио сигналдарды қысудың жауабын тегістеу үшін қолданылады.
A photoresistor is less light sensitive than a photodiode or a phototransistor. The latter two components are true semiconductor devices, while a photoresistor is a passive component that does not have a PN junction. The photoresistivity of any photoresistor may vary widely depending on ambient temperature, making them unsuitable for applications requiring precise measurement of or sensitivity to light photons. Photoresistors also exhibit a certain degree of latency between exposure to light and the subsequent decrease in resistance, usually around 10 milliseconds. The lag time when going from lit to dark environments is even greater, often as long as one second. This property makes them unsuitable for sensing rapidly flashing lights, but is sometimes used to smooth the response of audio signal compression.
Қолданбалар
Фоторезисторлардың көптеген түрлері бар. Арзан кадмий сульфидті (CdS) жасушаларын көптеген тұтыну тауарларында кездестіруге болады, мысалы, камера жарық өлшегіштері, сағат радиолары, дабыл құрылғылары (жарық сәулесінің детекторы ретінде), түнгі шамдар, сыртқы сағаттар, күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары және жол белгілегіштері сияқты. Көше шамдарына фоторезисторларды орнату арқылы шамның қашан қосылатынын басқаруға болады. Фоторезисторға түсетін сыртқы жарық көше шамдарын өшіруге себеп болады, осылайша энергия тек қараңғы уақытта ғана шам жанғанда үнемделеді. Фоторезисторлар немесе LDR лазерлік қауіпсіздік жүйелерінде лазер сәулесінен адам немесе зат өткен кезде жарықтың қарқындылығының өзгеруін анықтау үшін де қолданылады. Олар сондай-ақ кейбір динамикалық компрессорларда кішкентай шамдармен (қыздыру шамдары немесе неон шамдары) немесе жарықдиодтармен бірге пайдаланылады, бұл сигналдың күшейтілу деңгейін басқаруға мүмкіндік береді. Мұндай қолданысқа гитара күшейткіштерінде жиі кездесесіз, оларда кіріктірілген тремоло эффектісі болады, себебі тербелісті жарық үлгілері күшейткіш тізбегі арқылы өтетін сигнал деңгейін реттейді. Еуропада кадмийға қатысты RoHS шектеулеріне байланысты CdS және CdSe фоторезисторларын қолдану қатаң түрде шектелген. Орта инфрақызыл спектр аймағында қорғасын сульфиді (PbS) және индий антимониді (InSb) LDR (жарыққа тәуелді резисторлар) қолданылады. Ge:Cu фотоөткізгіштер – ең жақсы алыс инфрақызыл детекторлардың бірі болып табылады және инфрақызыл астрономия және инфрақызыл спектроскопияда қолданылады.
Photoresistors come in many types. Inexpensive cadmium sulfide (CdS) cells can be found in many consumer items such as camera light meters, clock radios, alarm devices (as the detector for a light beam), nightlights, outdoor clocks, solar street lamps, and solar road studs, etc. Photoresistors can be placed in streetlights to control when the light is on. Ambient light falling on the photoresistor causes the streetlight to turn off. Thus energy is saved by ensuring the light is only on during hours of darkness. Photoresistors or LDRs are also used in laser based security systems to detect the change in the light intensity when a person/object passes through the laser beam. They are also used in some dynamic compressors together with a small incandescent or neon lamp, or light emitting diode to control gain reduction. A common usage of this application can be found in many guitar amplifiers that incorporate an onboard tremolo effect, as the oscillating light patterns control the level of signal running through the amplifier circuit. The use of CdS and CdSe photoresistors is severely restricted in Europe due to the RoHS ban on cadmium. Lead sulfide (PbS) and indium antimonide (InSb) LDRs (light dependent resistors) are used for the mid infrared spectral region. Ge:Cu photoconductors are among the best far infrared detectors available, and are used for infrared astronomy and infrared spectroscopy.