Электронной промышленностью выпускается множество различных изделий, среди которых особое место занимают чувствительные к световому излучению элементы. Простейшие из них представлены радиодеталью под названием" фоторезистор", относящейся к категории полупроводников.
При попадании на его поверхность лучистой энергии от любого источника света сопротивление материала снижается, что вызывает изменение протекающего через элемент тока. На рисунке ниже приведен внешний вид фоторезистора и его общепринятое обозначение на электрических схемах.
Принцип действия
Для понимания принципа действия этого радиоэлемента сначала нужно ознакомиться с его устройством. Внутри изделия между двумя проводниками (электродами) расположен полупроводниковый слой, чувствительный к интенсивности светового облучения.
Для его формирования используются такие распространенные сочетания элементов таблицы Менделеева, как:
- Сульфид кадмия.
- Сульфид свинца.
- Селенит кадмия и подобные им.
Дополнительная информация: От выбранного материала зависит спектральная характеристика прибора.
Если выразить это иными словами – от вида полупроводника зависит диапазон длин волн, под воздействием которых сопротивление материала меняется.
Когда свет не облучает его – оно достаточно велико и достигает десятков МОм. При попадании на полупроводник световой энергии происходит резкое увеличение концентрации носителей заряда (электронов и дырок). Сопротивление материала резко снижается, что приводит к увеличению протекающего по цепочке тока. Последнее возможно в ситуации, когда фоторезистор подключен к внешнему источнику питания, как это изображено на фото ниже.
Из-за отсутствия электронно-дырочного перехода как такового полярность включения фоторезистора значения не имеет.
Область применения
Сразу оговоримся, что сопротивление фотоэлементов этого класса не может меняться мгновенно, то есть они обладают определенной инертностью. Указанный недостаток ограничивает сферу применения фоторезисторов схемами с невысоким быстродействием.
С учетом отмеченных ограничений рассматриваемые элементы широко используются в следующих электронных устройствах и системах:
- В типовых фотореле, предназначенных для автоматического управления действующими осветительными сетями.
- В датчиках освещенности, где фоторезисторы применяются в качестве чувствительных регистраторов уровня светового потока.
- В современных системах сигнализация, в которых устанавливаются фотоэлементы, чувствительные к волнам из УФ диапазона.
В последнем случае принцип работы системы с фоторезистором основан на прерывании потока излучения от источника ультрафиолета, направленного в сторону чувствительного элемента. Примеры его использования в приемниках излучения приведены на фото ниже.