Resistència Dependent de la Llum: Una Guia Comprehensiva

Què és un resistor dependent de la llum?

Un resistor dependent de la llum es defineix com un dispositiu la resistència del qual disminueix amb l'augment de la intensitat de llum i augmenta amb la disminució de la intensitat de llum. La resistència d'un LDR pot variar d'uns ohms a diversos megaohms, depenent del tipus i la qualitat del material utilitzat i la temperatura ambient.

El símbol d'un resistor dependent de la llum es mostra a continuació. La fletxa indica la direcció de la llum que hi cau.

Com funciona un resistor dependent de la llum?

El principi de funcionament d'un resistor dependent de la llum es basa en el fenomen de la fotoconductivitat. La fotoconductivitat és l'augment de la conductivitat elèctrica d'un material quan absorbeix fotones (partícules de llum) amb energia suficient.

Quan la llum incideix en un LDR, els fotones exciten els electrons en la banda de valència (la capa més externa dels àtoms) del material semiconductor i els fan saltar a la banda de conducció (la capa on els electrons poden moure's lliurement). Això crea més electrons lliures i forats (càrregues positives) que poden portar corrent elèctric. Com a resultat, la resistència del LDR disminueix.

La quantitat de canvi de resistència depèn de diversos factors, com:

• La longitud d'ona i la intensitat de la llum incident

• La separació de bandes (la diferència d'energia entre la banda de valència i la banda de conducció) del material semiconductor

• El nivell de dopatge (el nombre d'impuretes afegides per modificar les propietats elèctriques) del material semiconductor

• L'àrea superficial i l'espessor del LDR

• La temperatura i humitat ambientals

Quines són les característiques d'un resistor dependent de la llum?

Les principals característiques d'un resistor dependent de la llum són:

• No linealitat: La relació entre la resistència i la intensitat de llum no és lineal, sinó exponencial. Això vol dir que un petit canvi en la intensitat de llum pot causar un gran canvi en la resistència, o viceversa.

• Resposta espectral: La sensibilitat d'un LDR varia amb la longitud d'ona de la llum. Algunes LDRs poden no respondre gairebé a certes gammes de longitud d'ona. La corba de resposta espectral mostra com la resistència canvia amb diferents longituds d'ona per a un LDR determinat.

• Temps de resposta: El temps de resposta és el temps que triga un LDR a canviar la seva resistència quan està exposat a la llum o es treu de la llum. El temps de resposta consta de dos components: temps de pujada i temps de decà. El temps de pujada és el temps que triga un LDR a disminuir la seva resistència quan està exposat a la llum, mentre que el temps de decà és el temps que triga un LDR a augmentar la seva resistència quan es treu de la llum. Normalment, el temps de pujada és més ràpid que el temps de decà, i tots dos són de l'ordre de mil·lisegons.

• Taxa de recuperació: La taxa de recuperació és la velocitat a la qual un LDR torna a la seva resistència original després d'estar exposat a la llum o de ser treu de la llum. La taxa de recuperació depèn de factors com la temperatura, l'humitat i els efectes de l'envelit.

• Sensibilitat: La sensibilitat d'un LDR és la raó de canvi de la resistència al canvi de la intensitat de llum. Normalment es expressa en percentatges o decibels (dB). Una major sensibilitat significa que un LDR pot detectar canvis més petits en la intensitat de llum.

• Potència: La potència d'un LDR és la màxima potència que es pot dissipar sense enderrocar-lo. Normalment es expressa en watts (W) o milliwatts (mW). Una major potència significa que un LDR pot suportar tensions i corrents més altes.

Quins són els tipus de resistors dependents de la llum?

Els resistors dependents de la llum es poden classificar en dos tipus segons els materials utilitzats per construir-los:

• Fotoresistors intrínsecs: Estan fets de materials semiconductors purs com el silici o el germàni. Té una gran separació de bandes i requereix fotones d'alta energia per excitar els electrons a través d'aquesta. Són més sensibles a les longituds d'ona curtes (com l'ultraviolat) que a les longituds d'ona llargues (com l'infraroig).

• Fotoresistors extrínsecs: Estan fets de materials semiconductors dopats amb impuretes que creen nous nivells d'energia sobre la banda de valència. Aquests nivells d'energia estan omplerts d'electrons que poden saltar fàcilment a la banda de conducció amb fotones d'energia baixa. Els fotoresistors extrínsecs són més sensibles a les longituds d'ona llargues (com l'infraroig) que a les longituds d'ona curtes (com l'ultraviolat).

La taula següent resumeix alguns dels materials comuns utilitzats per als fotoresistors intrínsecs i extrínsecs i les seves gammes de resposta espectral.

Com fer un circuit amb un resistor dependent de la llum?

Un circuit amb un resistor dependent de la llum és un circuit electrònic simple que utilitza un LDR com a resistor variable per controlar el flux de corrent en un circuit. El principi bàsic d'un circuit amb LDR és connectar un LDR en sèrie o paral·lel amb un resistor fixe i aplicar