แสงเป็นรูปแบบหนึ่งของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าแบ่งออกเป็นหลายแถบซึ่งโดยปกติแล้วแสงจะหมายถึงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ แต่ในทางฟิสิกส์รังสีแกมมารังสีเอกซ์ไมโครเวฟและคลื่นวิทยุก็ถือว่าเป็นแสงเช่นกัน สเปกตรัมของแสงที่มองเห็นได้มีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 400-700 นาโนเมตรซึ่งอยู่ระหว่างสเปกตรัมของรังสีอินฟราเรดและสเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลต แสงมีพลังงานในรูปของโฟตอน เมื่อโฟตอนเหล่านี้สัมผัสกับอนุภาคอื่นพลังงานจะถูกถ่ายโอนเนื่องจากการชนกัน ด้วยการใช้หลักการของแสงนี้ผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์มากมายเช่น โฟโตไดโอด , โฟโตเรซิสเตอร์, แผงโซลาร์เซลล์ ฯลฯ ... ถูกคิดค้นขึ้น
Photoresistor คืออะไร?
โฟโตรีซิสเตอร์
แสงมีลักษณะความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่น ซึ่งหมายความว่าแสงมีทั้งลักษณะเหมือนอนุภาคและเหมือนคลื่น เมื่อแสงตก สารกึ่งตัวนำ วัสดุโฟตอนที่มีอยู่ในแสงจะถูกดูดซับโดยอิเล็กตรอนและพวกมันจะตื่นเต้นกับแถบพลังงานที่สูงขึ้น
โฟโตรีซิสเตอร์เป็นตัวต้านทานชนิดหนึ่งที่ขึ้นอยู่กับแสงซึ่งจะเปลี่ยนค่าความต้านทานตามการตกกระทบของแสง โฟโตรีซิสเตอร์เหล่านี้มีแนวโน้มที่จะลดค่าความต้านทานลงเมื่อความเข้มของแสงตกกระทบเพิ่มขึ้น
นิทรรศการ Photoresistors การนำแสง . อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์ที่ไวต่อภาพถ่ายน้อยกว่าเมื่อเทียบกับโฟโตไดโอดและโฟโตทรานซิสเตอร์ ความไวแสงของโฟโตรีซิสเตอร์แปรผันตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิโดยรอบ
หลักการทำงาน
โฟโตรีซิสเตอร์ไม่มีทางแยก P-N เหมือนโฟโตไดโอด มันเป็นส่วนประกอบแฝง สิ่งเหล่านี้ประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีความต้านทานสูง
เมื่อแสงตกกระทบบนโฟโตรีซิสเตอร์โฟตอนจะถูกดูดซับโดยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ พลังงานจากโฟตอนถูกดูดซับโดยอิเล็กตรอน เมื่ออิเล็กตรอนเหล่านี้ได้รับพลังงานเพียงพอที่จะทำลายพันธะพวกมันจะกระโดดเข้าไปในแถบการนำไฟฟ้า ด้วยเหตุนี้ความต้านทานของโฟโตรีซิสเตอร์จึงลดลง เมื่อความต้านทานลดลงการนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น
ขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้สำหรับโฟโตรีซิสเตอร์ช่วงความต้านทานและความไวจะแตกต่างกันไป ในกรณีที่ไม่มีแสงโฟโตรีซิสเตอร์สามารถมีค่าความต้านทานเป็นเมกะโอห์ม และในช่วงที่มีแสงความต้านทานอาจลดลงเหลือไม่กี่ร้อยโอห์ม
ประเภทของโฟโตเรซิสเตอร์
ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในการออกแบบ Photoresistor สิ่งเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองประเภท - โฟโตรีซิสเตอร์ภายนอกและภายใน สารกึ่งตัวนำเหล่านี้ทำปฏิกิริยาแตกต่างกันภายใต้สภาวะความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน
โฟโตรีซิสเตอร์ภายในออกแบบโดยใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ภายใน เซมิคอนดักเตอร์ภายในเหล่านี้มีตัวพาประจุของตัวเอง ไม่มีอิเล็กตรอนอิสระอยู่ในแถบการนำไฟฟ้า พวกเขามีรูในแถบวาเลนซ์
ดังนั้นในการกระตุ้นอิเล็กตรอนที่มีอยู่ในสารกึ่งตัวนำภายในจากแถบวาเลนซ์ไปจนถึงแถบการนำไฟฟ้าควรมีพลังงานที่เพียงพอเพื่อให้สามารถข้ามแบนด์แก็ปทั้งหมดได้ ดังนั้นเราจึงต้องการโฟตอนพลังงานที่สูงขึ้นเพื่อเรียกใช้อุปกรณ์ ดังนั้นโฟโตรีซิสเตอร์ภายในจึงได้รับการออกแบบมาเพื่อการตรวจจับแสงความถี่สูง
ในทางกลับกันเซมิคอนดักเตอร์ภายนอกเกิดขึ้นจากสารกึ่งตัวนำภายในที่เจือด้วยสารเจือปน สิ่งสกปรกเหล่านี้ให้อิเล็กตรอนอิสระหรือโฮลสำหรับการนำ ตัวนำอิสระเหล่านี้อยู่ในแถบพลังงานใกล้กับแถบการนำไฟฟ้ามากขึ้น ดังนั้นพลังงานเพียงเล็กน้อยสามารถกระตุ้นให้พวกมันกระโดดเข้าไปในแถบการนำไฟฟ้าได้ โฟโตรีซิสเตอร์ภายนอกใช้สำหรับตรวจจับความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นและแสงความถี่ต่ำ
ความเข้มแสงสูงขึ้นความต้านทานลดลงของโฟโตรีซิสเตอร์มากขึ้น ความไวของโฟโตรีซิสเตอร์แตกต่างกันไปตามความยาวคลื่นของแสงที่ใช้ เมื่อไม่มีความยาวคลื่นเพียงพอเรียกอุปกรณ์เพียงพออุปกรณ์จะไม่ตอบสนองต่อแสง โฟโตรีซิสเตอร์ภายนอกสามารถตอบสนองต่อคลื่นอินฟราเรดได้ โฟโตรีซิสเตอร์ภายในสามารถตรวจจับคลื่นแสงความถี่สูงได้
สัญลักษณ์ของ Photoresistor
Photoresistor- สัญลักษณ์
Photoresistors ใช้เพื่อบ่งชี้ว่ามีหรือไม่มีแสง นอกจากนี้ยังเขียนเป็น LDR โดยปกติจะประกอบด้วย Cds, Pbs, Pbse ฯลฯ ... อุปกรณ์เหล่านี้มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ดังนั้นแม้ว่าความเข้มของแสงจะคงที่ แต่การเปลี่ยนแปลงความต้านทานก็สามารถเห็นได้ในโฟโตรีซิสเตอร์
การประยุกต์ใช้ Photoresistor
ความต้านทานของโฟโตรีซิสเตอร์เป็นฟังก์ชันไม่เชิงเส้นของความเข้มแสง โฟโตไดโอดหรือโฟโตทรานซิสเตอร์ไม่ไวต่อแสงเท่าโฟโตไดโอดหรือโฟโตทรานซิสเตอร์ บางส่วนของการใช้งานของโฟโตรีซิสเตอร์มีดังนี้ -
- สิ่งเหล่านี้ใช้เป็นเซ็นเซอร์วัดแสง
- สิ่งเหล่านี้ใช้ในการวัดความเข้มของแสง
- เครื่องวัดแสงกลางคืนและแสงถ่ายภาพใช้โฟโตรีซิสเตอร์
- คุณสมบัติเวลาแฝงของพวกเขาถูกใช้ในเครื่องอัดเสียงและการตรวจจับภายนอก
- Photoresistors สามารถพบได้ในนาฬิกาปลุกนาฬิกากลางแจ้งโคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ ฯลฯ ...
- ดาราศาสตร์อินฟราเรดและอินฟราเรดสเปกโทรสโกปียังใช้โฟโตรีซิสเตอร์สำหรับการวัดย่านสเปกตรัมอินฟราเรดกลาง
โครงการที่ใช้ Photoresistors
โฟโตรีซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่มีประโยชน์สำหรับมือสมัครเล่นหลายคน มีเอกสารการวิจัยใหม่ ๆ และโครงการอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้โฟโตรีซิสเตอร์ โฟโตเรซิสเตอร์พบการใช้งานใหม่ในสาขาการแพทย์สมองกลฝังตัวและดาราศาสตร์ บางส่วนของโครงการที่ออกแบบโดยใช้โฟโตรีซิสเตอร์มีดังนี้ -
- โฟโตมิเตอร์ที่สร้างขึ้นโดยนักเรียนและการประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์ทางนิติวิทยาศาสตร์ของสีย้อม
- การรวมหน่วยความจำตัวต้านทานอินทรีย์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพและโฟโตรีซิสเตอร์สำหรับแอปพลิเคชันตรวจจับภาพที่สวมใส่ได้
- กำหนดเวลาถ่ายภาพด้วยสมาร์ทโฟน
- การออกแบบและการใช้งานวงจรควบคุมคู่อะคูสโตออปติกแบบธรรมดา
- ระบบตรวจจับตำแหน่งแหล่งกำเนิดแสง
- หุ่นยนต์เคลื่อนที่เปิดทำงานด้วยเสียงและควบคุมทิศทางโดยแหล่งกำเนิดแสงภายนอก
- การออกแบบระบบตรวจสอบโอเพนซอร์สสำหรับการวิเคราะห์ทางอุณหพลศาสตร์ของอาคารและระบบ
- อุปกรณ์ป้องกันความร้อนสูงเกินไป
- อุปกรณ์ตรวจจับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
- เครื่องตัดหญ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบแกนคู่อัตโนมัติสำหรับการใช้งานทางการเกษตร
- กลไกการตรวจจับความขุ่นของน้ำโดยใช้ LED สำหรับระบบตรวจสอบในแหล่งกำเนิด
- แป้นพิมพ์เรืองแสงที่เหนี่ยวนำแสงได้รับการออกแบบโดยใช้โฟโตรีซิสเตอร์
- การล็อกอิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่โดยใช้รหัสมอร์สตามอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ
- ระบบไฟถนนสำหรับเมืองอัจฉริยะโดยใช้โฟโตรีซิสเตอร์
- การติดตามอุปกรณ์ MRI interventional ด้วยเครื่องหมายที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์
- สิ่งเหล่านี้ใช้ในม่านปรับแสง
- โฟโตรีซิสเตอร์ยังใช้สำหรับควบคุมคอนทราสต์และความสว่างอัตโนมัติในโทรทัศน์และสมาร์ทโฟน
- สำหรับการออกแบบโฟโตรีซิสเตอร์สวิตช์ควบคุมความใกล้เคียงจะใช้
เนื่องจากการห้ามใช้แคดเมียมในยุโรปจึงมีการ จำกัด การใช้โฟโตรีซิสเตอร์ Cds และ Cdse Photoresistors สามารถติดตั้งและเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ได้อย่างง่ายดาย
อุปกรณ์เหล่านี้มีจำหน่ายในตลาดเป็น IC เซ็นเซอร์ มีให้เลือกใช้เป็นเซ็นเซอร์วัดแสงโดยรอบเซ็นเซอร์แสงถึงดิจิตอล LDR และอื่น ๆ ผลิตภัณฑ์ที่นิยมใช้ ได้แก่ เซ็นเซอร์แสง OPT3002 เซ็นเซอร์แสงแบบพาสซีฟ LDR ฯลฯ ... คุณสมบัติทางไฟฟ้าข้อมูลจำเพาะ ฯลฯ ของ OPT3002 มีอยู่ใน เอกสารข้อมูลที่จัดทำโดย Texas Instruments เราสามารถใช้โฟโตรีซิสเตอร์เป็นทางเลือกสำหรับโฟโตไดโอดได้หรือไม่? อะไรทำให้เกิดความแตกต่าง?
