प्रकाश पर निर्भर प्रतिरोधक: एक समग्र गाइड

प्रकाश निर्भर प्रतिरोध क्या है?

प्रकाश निर्भर प्रतिरोध (LDR) को एक उपकरण के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसका प्रतिरोध प्रकाश की तीव्रता के साथ बढ़ने पर घटता है और प्रकाश की तीव्रता कम होने पर बढ़ता है। LDR का प्रतिरोध कुछ ओह्म से लेकर कई मेगाओह्म तक हो सकता है, इसका निर्धारण उपयोग किए जाने वाले सामग्री के प्रकार और गुणवत्ता और आसपास के तापमान पर निर्भर करता है।

प्रकाश निर्भर प्रतिरोध का प्रतीक नीचे दिखाया गया है। तीर दिखाता है कि प्रकाश इस पर किस दिशा से पड़ता है।

प्रकाश निर्भर प्रतिरोध कैसे काम करता है?

प्रकाश निर्भर प्रतिरोध का कार्य तंत्र प्रकाश चालकता के घटना पर आधारित है। प्रकाश चालकता एक सामग्री की विद्युत चालकता में वृद्धि होती है जब यह फोटॉन (प्रकाश कण) को अपने साथ अवशोषित करती है, जिनमें पर्याप्त ऊर्जा होती है।

जब प्रकाश LDR पर पड़ता है, तो फोटॉन वलेन्स बैंड (परमाणुओं की बाहरी शेल) में इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करता है और उन्हें कंडक्टन बैंड (इलेक्ट्रॉन जहाँ स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं) में छलांग लगाने के लिए प्रेरित करता है। इससे अधिक स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन और छेद (धनात्मक आवेश) बनते हैं, जो विद्युत धारा ले जा सकते हैं। इस परिणामस्वरूप, LDR का प्रतिरोध घटता है।

प्रतिरोध में परिवर्तन की मात्रा कई कारकों पर निर्भर करती है, जैसे:

• प्रकाश की तरंगदैर्ध्य और तीव्रता

• अर्धचालक सामग्री का बैंड गैप (वलेन्स बैंड और कंडक्टन बैंड के बीच की ऊर्जा का अंतर)

• अर्धचालक सामग्री का डोपिंग स्तर (विद्युत गुणों को संशोधित करने के लिए जोड़े गए दोषों की संख्या)

• LDR का सतह क्षेत्रफल और मोटाई

• आसपास का तापमान और आर्द्रता

प्रकाश निर्भर प्रतिरोध के विशेषताएँ क्या हैं?

प्रकाश निर्भर प्रतिरोध की मुख्य विशेषताएँ हैं:

• गैर-रैखिकता: प्रतिरोध और प्रकाश की तीव्रता के बीच का संबंध रैखिक नहीं, बल्कि घातांकीय होता है। इसका अर्थ है कि प्रकाश की तीव्रता में एक छोटा परिवर्तन प्रतिरोध में एक बड़ा परिवर्तन या इसके विपरीत का कारण बन सकता है।

• स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया: LDR की संवेदनशीलता प्रकाश की तरंगदैर्ध्य के साथ बदलती है। कुछ LDRs निश्चित तरंगदैर्ध्य की श्रेणियों पर बिल्कुल भी प्रतिक्रिया नहीं देते हैं। स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया वक्र दिखाता है कि विभिन्न तरंगदैर्ध्यों के लिए एक दिए गए LDR का प्रतिरोध कैसे बदलता है।

• प्रतिक्रिया समय: प्रतिक्रिया समय LDR द्वारा प्रकाश में रखे जाने या प्रकाश से निकाले जाने पर अपने प्रतिरोध को बदलने में लगने वाला समय होता है। प्रतिक्रिया समय दो घटकों से गठित होता है: उत्थान समय और गिरावट समय। उत्थान समय LDR द्वारा प्रकाश में रखे जाने पर अपने प्रतिरोध को घटाने में लगने वाला समय होता है, जबकि गिरावट समय LDR द्वारा प्रकाश से निकाले जाने पर अपने प्रतिरोध को बढ़ाने में लगने वाला समय होता है। आमतौर पर, उत्थान समय गिरावट समय से तेज होता है, और दोनों मिलीसेकंड के क्रम में होते हैं।

• पुनर्स्थापन दर: पुनर्स्थापन दर LDR द्वारा प्रकाश में रखे जाने या प्रकाश से निकाले जाने के बाद अपने मूल प्रतिरोध तक लौटने की दर होती है। पुनर्स्थापन दर तापमान, आर्द्रता, और वयस्कता प्रभावों पर निर्भर करती है।

• संवेदनशीलता: LDR की संवेदनशीलता प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन के साथ प्रतिरोध में परिवर्तन का अनुपात होता है। इसे आमतौर पर प्रतिशत या डेसीबल (dB) में व्यक्त किया जाता है। उच्च संवेदनशीलता का अर्थ है कि LDR छोटे परिवर्तन को भी ग्रहण कर सकता है।

• पावर रेटिंग: LDR की पावर रेटिंग ऐसा अधिकतम शक्ति होती है जिसे LDR द्वारा नुकसान न करते हुए निकाला जा सकता है। इसे आमतौर पर वाट (W) या मिलीवाट (mW) में व्यक्त किया जाता है। उच्च पावर रेटिंग का अर्थ है कि LDR उच्च वोल्टेज और धारा को सहन कर सकता है।

प्रकाश निर्भर प्रतिरोध के प्रकार क्या हैं?

प्रकाश निर्भर प्रतिरोधों को उनके निर्माण में उपयोग किए जाने वाले सामग्रियों के आधार पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

• इंट्रिंसिक फोटोरेजिस्टर: ये शुद्ध अर्धचालक सामग्रियों जैसे सिलिकॉन या जर्मेनियम से बने होते हैं। उनका बड़ा बैंड गैप होता है और इसे ऊर्जा के उच्च-ऊर्जा फोटॉनों की आवश्यकता होती है ताकि इलेक्ट्रॉनों को इसके पार प्रेरित किया जा सके। वे छोटी तरंगदैर्ध्य (जैसे अल्ट्रावायलेट) की तुलना में लंबी तरंगदैर्ध्य (जैसे इन्फ्रारेड) के लिए अधिक संवेदनशील होते हैं।

• एक्स्ट्रिंसिक फोटोरेजिस्टर: ये अर्धचालक सामग्रियों से बने होते हैं, जिनमें दोषों को जोड़ा जाता है जो नए ऊर्जा स्तर बनाते हैं जो वलेन्स बैंड के ऊपर होते हैं। इन ऊर्जा स्तरों में इलेक्ट्रॉन भरे होते हैं जो निम्न-ऊर्जा फोटॉनों के साथ आसानी से कंडक्टन बैंड में छलांग लगा सकते हैं। एक्स्ट्रिंसिक फोटोरेजिस्टर लंबी तरंगदैर्ध्य (जैसे इन्फ्रारेड) की तुलना में छोटी तरंगदैर्ध्य (जैसे अल्ट्रावायलेट) के लिए अधिक संवेदनशील होते हैं।