Odsotenčno odvisni upornik: Pregledna vodilna publikacija

Kaj je svetlosno odvisni upor?

Svetlosno odvisni upor (LDR) je naprava, ki ima zmanjšano upornost s povečevanjem svetlostne intenzitete in povečano upornost s zmanjševanjem svetlostne intenzitete. Upornost LDR-ja se lahko giblje od nekaj ohmov do več milijonov ohmov, glede na tip in kakovost materiala ter okoljsko temperaturo.

Simbol za svetlosno odvisni upor je prikazan spodaj. Puščica kaže smer padajoče svetlobe na njega.

Kako deluje svetlosno odvisni upor?

Delovanje svetlosno odvisnega upora temelji na pojavu fotovodnosti. Fotovodnost je povečanje električne vodnosti materiala, ko ta absorbuje fotonje (svetlobne častice) z dovolj energijo.

Ko svetlobo padne na LDR, fotonji vzbuđajo elektrone v valentni pas (zunanji obroč atomov) polprevodnega materiala in jih pospešijo v vodilni pas (obroč, kjer elektroni lahko prosto premikajo). To ustvari več prostih elektronov in luknj (pozitivnih nabojov), ki lahko nosijo električni tok. Tako se upornost LDR-ja zmanjša.

Velikost spremembe upornosti je odvisna od več dejavnikov, kot so:

• Valovna dolžina in intenziteta padajoče svetlobe

• Energijska vrzel (razlika med valentnim in vodilnim pasom) polprevodnega materiala

• Raven dopiranja (število priležnih snovi, dodanih za spremembo električnih lastnosti) polprevodnega materiala

• Površinska območja in debelina LDR-ja

• Okoljska temperatura in vlaga

Kateri so lastnosti svetlosno odvisnega upora?

Osnovne lastnosti svetlosno odvisnega upora so:

• Nelinearnost: Odnos med upornostjo in svetlostno intenziteto ni linearen, ampak eksponenten. To pomeni, da lahko majhna sprememba svetlostne intenzitete povzroči veliko spremembo upornosti ali obratno.

• Spektralna odzivnost: Občutljivost LDR-ja se spreminja glede na valovno dolžino svetlobe. Nekateri LDR-ji morda ne bodo reagirali na določene obsege valovnih dolžin. Spektralna odzivna krivulja prikazuje, kako se upornost spreminja z različnimi valovnimi dolžinami za dani LDR.

• Čas odziva: Čas odziva je čas, ki ga potrebuje LDR, da spremeni svojo upornost, ko je izpostavljen ali odstranjen od svetlobe. Čas odziva sestavlja dva komponenta: čas narastanja in čas padanja. Čas narastanja je čas, ki ga potrebuje LDR, da zmanjša svojo upornost, ko je izpostavljen svetlobi, medtem ko je čas padanja čas, ki ga potrebuje LDR, da poveča svojo upornost, ko je odstranjen od svetlobe. Tipično je, da je čas narastanja hitrejši od časa padanja, in oba sta v redi milisekund.

• Hitrost obnovitve: Hitrost obnovitve je hitrost, s katero se LDR vrne na svojo prvotno upornost po izpostavljenosti ali odstranitvi od svetlobe. Hitrost obnovitve je odvisna od dejavnikov, kot so temperatura, vlaga in starostne učinke.

• Občutljivost: Občutljivost LDR-ja je omjer spremembe upornosti do spremembe svetlostne intenzitete. Običajno je izražena v odstotkih ali decibelih (dB). Večja občutljivost pomeni, da LDR lahko zazna manjše spremembe svetlostne intenzitete.

• Močna ocena: Močna ocena LDR-ja je največja moč, ki jo lahko LDR disipira brez škode. Običajno je izražena v vatih (W) ali milivatih (mW). Višja močna ocena pomeni, da LDR lahko prenaša višje napetosti in toke.

Kateri so tipi svetlosno odvisnih uporov?

Svetlosno odvisni upori se lahko razdelijo na dva tipa glede na materiale, uporabljene za njihovo izgradnjo:

• Intrinzični fotoresistorji: Ti so izdelani iz čistih polprevodnih materialov, kot so silicij ali germanij. Imajo veliko energijsko vrzel in za vzbuhanje elektronov skozi to vrzel potrebujejo visokoenergijske fotone. Večji so občutljivi na kratke valovne dolžine (kot ultravijolično svetlobo) kot na dolge valovne dolžine (kot infrardečo svetlobo).

• Ekstrinzični fotoresistorji: Ti so izdelani iz polprevodnih materialov, dopiranih z priležnimi snovmi, ki ustvarijo nove energetske ravni nad valentnim pasom. Te energetske ravni so napolnjene z elektroni, ki lahko z lahkoto preskočijo v vodilni pas z nižkoenergijskimi fotonmi. Ekstrinzični fotoresistorji so bolj občutljivi na dolge valovne dolžine (kot infrardečo svetlobo) kot na kratke valovne dolžine (kot ultravijolično svetlobo).

Spodnja tabela povzema nekatere pogoste materiale, uporabljene za intrinzične in ekstrinzične fotoresistorje, in njihove spektralne odzivne obsege.

Doniraj