LDR's Begrijpen: Hoe Lichtgevoelige Weerstanden Werken

Wat is LDR? LDR is een acroniem voor een lichtgevoelige weerstand. Deze weerstand is algemeen bekend als een fotoweerstand. Het is een specifiek type weerstand dat werkt op het principe dat de weerstand afhankelijk is van de lichtintensiteit. Daarnaast is dit werkingsprincipe bekend als het fotoleidendheidsprincipe. Het fotoleidendheidsprincipe verklaart dat de weerstand zal dalen wanneer het licht toeneemt. Andersom, wanneer de hoeveelheid zonlicht afneemt, zal de weerstand stijgen.

Dit artikel bespreekt de werking van de LDR, de structuur en de toepassingen in elektrische energieprojecten.

Hoe Wordt de LDR Gemaakt?

Belangrijk: dit elektronische apparaat heeft fotogevoelige materialen zoals Cadmiumsulphide (CdS) in een zigzag-vorm. Echter, sommige geografische regio's hebben het gebruik van cadmiumsulphide in projecten verboden. In plaats daarvan zijn andere fotogevoelige materialen die gebruikt kunnen worden: Indiumantimonide (InSb) en Loodsulphide (PbS).

Aan beide uiteinden van de zigzaglijn zijn twee metalen contacten. Deze contacten helpen een verbinding met de LDR te creëren, wat een energieband vormt. Opvallend is dat dit hoofdkenscheidt een lichtgevoelige weerstand van een fototransistor of een fotodiode. Ook betekent dit dat een LDR geen P-N-overgang bezit.

Daarnaast is de zigzaglijn een kwetsbaar materiaal dat bescherming nodig heeft. De transparante coating op de zigzagvorm biedt deze bescherming. Ook is de laag transparant om licht uit de omgeving door te laten dringen naar het fotogevoelige materiaal.

Het Type LDR

Er zijn twee typen LDR. Dit zijn de intrinsieke fotoweerstand en de extrinsieke fotoweerstand. Opvallend is dat de twee fotoweerstanden verschillen omdat de intrinsieke fotoweerstand zuivere halfgeleidermaterialen heeft. Tegelijkertijd gebruikt de extrinsieke fotoweerstand halfgeleidermaterialen die gedopt zijn en enkele verontreinigingen bevatten.

Germanium en silicium zijn voorbeelden van zuivere halfgeleidermaterialen. Wanneer een geenergiseerde invallicht op dit halfgeleidermateriaal valt, winnen de elektronen in het gebied deze energie. Dan worden deze elektronen getriggerd, en sommigen reizen naar het geleidingsband.

Een onzuiver halfgeleider vormt een extrinsieke fotoweerstand. Deze verontreinigingen werken door een nieuw energieband boven het valentieband te creëren. Als resultaat hebt u minder energie nodig voor elektronenoverdracht van het geleidingsband vanwege de kleinere energiegap.

Beide weerstanden zijn lichtgevoelig; daarom kunt u ze gebruiken in automatische straatverlichting, lichtsensoren of lichtmeters. Ook kunt u deze weerstanden gebruiken in toepassingen die lichtgevoeligheid vereisen.

Hoe Werken Lichtgevoelige Weerstanden?

Basisbegrip

Om te begrijpen hoe een halfgeleider werkt, moet u weten hoe een goede geleider en isolatoren werken. Een goede geleider bevat grote aantallen vrije elektronen die in verschillende richtingen bewegen wanneer u energie toepast. Aan de andere kant bezit een isolator een hogere weerstand, daarom bevat het heel weinig elektronen. Als resultaat is er geen beweging van de elektronen aanwezig.

Echter, een LDR gebruikt een halfgeleider. Een halfgeleider heeft weinig elektronen die van het ene gebied naar het andere kunnen bewegen. Daarnaast zijn de meeste halfgeleiderelektronen immobiel omdat ze onderdrukt zijn in het kristalrooster. Gevolgelijk bieden ze vanwege de toestand van deze materialen zeer hoge weerstand.

Principe Uitgelegd

Zoals vooraf vermeld, neemt de LDR het fotoleidendheidsprincipe aan. Dit principe is dat een daling in lichtintensiteit een stijging in weerstand teweegbrengt. Op elk gegeven moment dat verlichting uit de omgeving op het fotogevoelige materiaal valt, absorbeert het fotogevoelige materiaal deze energie. Dan worden elektronen in deze fotogevoelige stof, met name in het valentieband, getriggerd en reizen naar het geleidingsband. Uiteindelijk, zodra de elektronen het geleidingsband bereiken, verhogen ze het geleidingsniveau wanneer de lichtintensiteit stijgt. Daarom correspondeert een toename in geleidingsniveau met de stijging in lichtintensiteit.

Ook kunnen de geladen deeltjes alleen van het valentieband naar het geleidingsband bewegen. Belangrijk: deze energie-infrastructuur gebeurt alleen als de energie in het invallicht groter is dan de bandgap-energie.

In donkere plaatsen heeft de LDR zijn weerstand op het hoogst. Echter, de weerstand daalt zodra u het apparaat aan lichtstralen blootstelt.

Toepassing van de LDR

• Eerst zijn deze fotoweerstanden nuttig bij het detecteren van de intensiteit en aanwezigheid van licht in een bepaalde omgeving.
• Tweedens is het apparaat nuttig in automatische lampen die aan en uitgaan wanneer het licht is.
• Derde kunt u deze fotoweerstand gebruiken in een foto-nabijheidsschakelaar.
• Ook kunnen klokken en rookmelders met geautomatiseerde lichten de LDR gebruiken.
• Ten slotte kunt u de LDR gebruiken in een optisch schakelontwerp.

Lichtgevoelige Weerstand Structuur

De LDR heeft een horizontaal lichaam dat de meeste delen aan licht blootstelt.

U moet weten dat licht doperen van de actieve halfgeleiderregio en plaatsen op een half-isolerend substraat essentieel is.

Echter, met de meeste discrete LDR's, gebruikt men een interdigitaal patroon om de lichaamsoppervlakte die aan licht blootgesteld is, te vergroten.

De fysieke structuur van de LDR laat licht door dringen. Deze eigenschap speelt een significante rol omdat het patroon gesneden is in de metallisatie op het oppervlak van actieve gebieden. Opvallend vertegenwoordigen de twee gemetalliseerde gebieden de twee metalen contacten voor de weerstand. Echter, het gemetalliseerde gebied moet voldoende groot zijn. Voldoende ruimte vermindert de contactweerstand tot het actieve gebied.

Deze specifieke structuur is redelijk algemeen in kleine fotoweerstanden. Daarnaast is de interdigital patroonstructuur tamelijk complex. Daarom is het aanwezig in discrete fotoweerstandapparaten.

LDR-symbool

Het LDR-symbool in de meeste schakelingen is vaak het weerstandsschakelingssymbool. Dit symbool toont pijlen die erop schijnen, die de lichtstralen vertegenwoordigen. De pijlen lijken op die van de fotodiode of de fototransistor-schakeling.

Ook is het essentieel om te noteren dat er oude en nieuwe manieren zijn om een weerstand in een schakeling weer te geven. De oude methode gebruikt de zigzaglijn, terwijl de nieuwe methode een rechthoekig vakje gebruikt.

Verschil Tussen een Fotocel en een LDR

Zowel de LDR als de fotocel werken op principes. De LDR werkt op het principe dat de weerstand afneemt met een stijging in lichtintensiteit. Integenstelling, de fotocel zet lichtenergie om in elektrische energie. Ook werkt de fotocel met een P-N-overgangdiode, hoewel beide halfgeleidermaterialen nodig hebben om te functioneren.

Ten slotte, hoewel beide apparaten een reactie geven, geeft de fotocel een snelere reactie. Aan de andere kant biedt de LDR frequente reacties. Daarom zijn fotocellen ideale elektrische apparaten in toepassingen die een directe reactie vereisen bij het detecteren van verandering.

Samenvatting

Een LDR is een cruciaal stuk elektriciteitapparatuur gebruikt in projecten die lichtdetectie vereisen. Een LDR gebruikt een halfgeleidermateriaal, daarom kan het hoge weerstand bieden.

We hopen dat dit artikel van hulp is geweest voor u. Ons team staat altijd klaar om te helpen! Voor meer informatie over dit of een van onze artikelen, aarzel niet om contact met ons op te nemen.