Fotorezystor
Fotorezystor (fotoopornik, fotoelement oporowy, opornik fotoelektryczny) jest elementem światłoczułym. Jego rezystancja zmienia się pod wpływem padającego promieniowania i nie zależy od kierunku przyłożonego napięcia, podobnie jak rezystancja zwykłego rezystora.
Oświetlenie fotorezystora powoduje zwiększenie przepływającego prądu (zmniejsza się jego rezystancja). Prąd będący różnicą całkowitego prądu płynącego przez fotorezystor i prądu ciemnego (prąd płynący przez fotorezystor przy braku oświetlenia) nazywamy prądem fotoelektrycznym. Jego wartość zależy od natężenia oświetlenia.
Ze względu na dużą czułość i prosty układ pomiarowy, fotorezystory wykorzystuje się do:
- pomiaru temperatury poprzez pomiar natężenia promieniowania,
- ostrzegania w systemach przeciwpożarowych,
- wykrywania zanieczyszczeń rzek i zbiorników wodnych,
- detekcji strat ciepła przez izolację termiczną budynków.
Zalety fotorezystora
- niezawodność działania,
- niska cena,
- duża obciążalność prądowa.
Wady fotorezystora
- wrażliwość na temperaturę,
- dość duża bezwładność czasowa.
Parametry fotorezystora:
- czułość widmowa – zależność rezystancji od natężenia oświetlenia. Na wartość czułości wpływa rodzaj materiału i sposób jego domieszkowania – dobieranie ze względu na przeznaczenie fotorezystora.
- rezystancja fotorezystora
- współczynnik n określany jako stosunek rezystancji przy danej wartości natężenia oświetlenia
-
- n=RD/R50
- gdzie:
- RD – rezystancja ciemna
- R50 – rezystancja przy natężeniu oświetlenia równym 50 lx.
Fotorezystory wykonuje się najczęściej w postaci cienkich półprzewodnikowych warstw monokrystalicznych lub polikrystalicznych naniesionych na izolacyjne np. szklane podłoże . Materiał światłoczuły rozdzielają dwie metalowe elektrody mające wyprowadzenia. Elektrody te często mają kształt grzebieniowy. Nad powierzchnią światłoczułą umieszcza się okienko i zamyka w obudowie, chroniącej przed uszkodzeniami, a niekiedy umożliwiającej pracę w obniżonej temperaturze (naczynie Dewara).
Fotorezystory wykonuje się z materiałów półprzewodnikowych takich jak: CdS, CdSe, CdTe, PbS, PbSe, jak również z półprzewodników trójskładnikowych np. tellurku kadmowo rtęciowego CdHgTe. Od materiału półprzewodnikowego zależy zakres widmowy lS1, lS2 wykrywanego promieniowania, czyli zakres długości fal, dla którego czułość fotorezystora wynosi nie mniej niż 10% czułości maksymalnej.
Dla światła widzialnego fotorezystory wykonuje się z: Si, PbS, PbTe. Dla podczerwieni: InSb, PbSnTe, HgCdTe.
