Fotorresistor: Una Guía Completa

¿Qué es un resistor dependiente de la luz?

Un resistor dependiente de la luz se define como un dispositivo cuya resistencia disminuye con el aumento de la intensidad de la luz y aumenta con la disminución de la intensidad de la luz. La resistencia de un LDR puede variar desde unos pocos ohmios hasta varios megaohmios, dependiendo del tipo y calidad del material utilizado y la temperatura ambiente.

El símbolo de un resistor dependiente de la luz se muestra a continuación. La flecha indica la dirección de la luz que incide sobre él.

¿Cómo funciona un resistor dependiente de la luz?

El principio de funcionamiento de un resistor dependiente de la luz se basa en el fenómeno de la fotoconductividad. La fotoconductividad es el aumento de la conductividad eléctrica de un material cuando absorbe fotones (partículas de luz) con suficiente energía.

Cuando la luz incide en un LDR, los fotones excitan los electrones en la banda de valencia (la capa más externa de átomos) del material semiconductor y los hacen saltar a la banda de conducción (la capa donde los electrones pueden moverse libremente). Esto crea más electrones libres y huecos (cargas positivas) que pueden transportar corriente eléctrica. Como resultado, la resistencia del LDR disminuye.

La cantidad de cambio de resistencia depende de varios factores, como:

• La longitud de onda e intensidad de la luz incidente

• La brecha de banda (la diferencia de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción) del material semiconductor

• El nivel de dopaje (el número de impurezas añadidas para modificar las propiedades eléctricas) del material semiconductor

• El área superficial y el grosor del LDR

• La temperatura y humedad ambientales

¿Cuáles son las características de un resistor dependiente de la luz?

Las principales características de un resistor dependiente de la luz son:

• No linealidad: La relación entre la resistencia y la intensidad de la luz no es lineal, sino exponencial. Esto significa que un pequeño cambio en la intensidad de la luz puede causar un gran cambio en la resistencia, o viceversa.

• Respuesta espectral: La sensibilidad de un LDR varía con la longitud de onda de la luz. Algunos LDRs pueden no responder en absoluto a ciertos rangos de longitudes de onda. La curva de respuesta espectral muestra cómo cambia la resistencia con diferentes longitudes de onda para un LDR dado.

• Tiempo de respuesta: El tiempo de respuesta es el tiempo que tarda un LDR en cambiar su resistencia cuando se expone a la luz o se retira de ella. El tiempo de respuesta consta de dos componentes: tiempo de subida y tiempo de caída. El tiempo de subida es el tiempo que tarda un LDR en disminuir su resistencia cuando se expone a la luz, mientras que el tiempo de caída es el tiempo que tarda un LDR en aumentar su resistencia cuando se retira de la luz. Por lo general, el tiempo de subida es más rápido que el de caída, y ambos están en el orden de milisegundos.

• Tasa de recuperación: La tasa de recuperación es la velocidad a la que un LDR vuelve a su resistencia original después de estar expuesto a la luz o retirado de ella. La tasa de recuperación depende de factores como la temperatura, la humedad y los efectos del envejecimiento.

• Sensibilidad: La sensibilidad de un LDR es la relación entre el cambio de resistencia y el cambio de intensidad de la luz. Se expresa generalmente en porcentajes o decibelios (dB). Una mayor sensibilidad significa que un LDR puede detectar cambios menores en la intensidad de la luz.

• Potencia nominal: La potencia nominal de un LDR es la máxima potencia que puede disipar un LDR sin dañarlo. Se expresa generalmente en vatios (W) o milivatios (mW). Una mayor potencia nominal significa que un LDR puede soportar mayores voltajes y corrientes.

¿Cuáles son los tipos de resistores dependientes de la luz?

Los resistores dependientes de la luz se pueden clasificar en dos tipos según los materiales utilizados para construirlos:

• Fotorresistencias intrínsecas: Están hechas de materiales semiconductores puros como el silicio o el germanio. Tienen una gran brecha de banda y requieren fotones de alta energía para excitar los electrones a través de ella. Son más sensibles a las longitudes de onda cortas (como la ultravioleta) que a las longitudes de onda largas (como la infrarroja).

• Fotorresistencias extrínsecas: Están hechas de materiales semiconductores dopados con impurezas que crean nuevos niveles de energía por encima de la banda de valencia. Estos niveles de energía están llenos de electrones que pueden saltar fácilmente a la banda de conducción con fotones de baja energía. Las fotorresistencias extrínsecas son más sensibles a las longitudes de onda largas (como la infrarroja) que a las longitudes de onda cortas (como la ultravioleta).

La siguiente tabla resume algunos de los materiales comunes utilizados para fotorresistencias intrínsecas y extrínsecas y sus rangos de respuesta espectral.

¿Cómo hacer un circuito con un resistor dependiente de la luz?

Un circuito con un resistor dependiente de la luz es un circuito electrónico simple que utiliza un LDR como un resistor variable para controlar el flujo de cor