Isang komprehensibong gabay sa mga photoresistor: mga kahulugan, uri, mekanismo ng operating, at aplikasyon

Sa paggalugad ng kamangha -manghang mundo ng modernong elektronikong teknolohiya, ang pananaliksik at aplikasyon ng mga photoresistors ay walang alinlangan na isang napakatalino na kabanata.Ang natatanging sangkap na ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa maraming mga patlang dahil sa mataas na pagiging sensitibo sa ilaw.Mula sa mga awtomatikong sistema ng pag -iilaw hanggang sa kumplikadong pananaliksik na pang -agham, ang paggamit ng mga photoresistors ay sumasaklaw sa perpektong pagsasanib ng elektronikong teknolohiya at mga optical na prinsipyo.Ang artikulong ito ay nagsasagawa ng isang malalim na pagsusuri ng kalikasan at komposisyon, prinsipyo ng pagtatrabaho, mga katangian ng istruktura, simbolikong representasyon, uri at malawak na hanay ng mga patlang ng aplikasyon ng mga photoresistors, na naglalayong magbigay ng isang komprehensibo at malalim na pananaw para sa pag-unawa sa mga pangunahing prinsipyo ng mga photoresistors.Teknolohiya at ang aplikasyon nito sa modernong teknolohiya.

Photoresist

Ang mga photoresistors, kung minsan ay tinatawag na light-dependors (LDRS), na umunlad sa prinsipyo ng photoelectric na epekto.Ang natatanging elektronikong sangkap na ito ay karaniwang gawa sa mga materyales na semiconductor na may mataas na paglaban.Karaniwan ang mga ito ay binubuo ng mga sangkap tulad ng cadmium selenide (CDSE), cadmium sulfide (CDS) o kahit silikon (SI) o germanium (GE).Ang pagpili ng mga materyales na ito ay hindi random;Ang kanilang istraktura ng banda ay susi sa kanilang mahusay na henerasyon ng mga carrier sa ilalim ng ilaw.Lahat ito ay tungkol sa katumpakan ng pagpili.

Mahalaga, ang pagtukoy ng katangian ng isang photoresistor ay ang talamak na pagiging sensitibo sa ilaw.Ang mga ito ay lubos na sensitibo sa ilaw, kaya habang tumataas ang intensity ng ilaw, bumababa ang halaga ng paglaban (nawala ang ilang mga ohms).Samakatuwid, ang photoresistor ay nagiging isang mababang-resistensya na materyal kapag may maliwanag na ilaw, at nagiging isang mataas na paglaban sa materyal kapag walang ilaw.

Ang pinaka -kagiliw -giliw na bahagi: ang pagbabagong ito sa paglaban ay direktang nauugnay sa light intensity.Ang mga photoresistors ay higit pa sa pagkilos bilang mga light detector;Ang mga ito rin ay tumpak na mga panukala ng light intensity.Bilang karagdagan, ang pag -tune ng komposisyon ng kemikal at istraktura ng mga semiconductors na ito ay maaaring iakma ang mga ito sa mga tiyak na light wavelength upang matugunan ang iba't ibang mga pangangailangan ng aplikasyon.

Isang komprehensibong gabay sa mga kahulugan ng photoresistors, uri, mekanismo ng operating, at aplikasyon

Ang mga gawa ng mga photoresistor ay umaabot sa mga larangan ng mga mekanika ng dami at pisika ng solid-state, na parehong kumplikado at malalim.Sa mikroskopikong core nito, nasasaksihan namin ang isang paglalakbay ng mga estado ng pagbabago ng enerhiya.Ang prosesong ito ay nakakaapekto sa elektrikal na kondaktibiti ng materyal.

Kapag nakatagpo ng ilaw ang isang materyal na photoresist, tulad ng cadmium selenide o cadmium sulfide.Ang mga photon, ang mga maliliit na packet ng light energy, pagsamahin sa mga valence electron.Ang bawat photon ay nagdadala ng enerhiya, at ang dami ng enerhiya ay malapit na nauugnay sa haba ng haba ng ilaw.Ang mas maikli ang haba ng haba, mas mataas ang enerhiya.Kung ang photon ay may sapat na enerhiya (hanggang sa isang tiyak na haba ng haba o mas mababa), umaakit ito ng mga electron sa Valence Band.Ang mga electron na ito ay tumalon kapag nasasabik.Tumataas sila sa bandang pagpapadaloy, sa labas ng saklaw ng atom.Ang mga libreng electron ay ginawa.

Kapag ang isang valence electron ay nag -iiwan ng isang atom, nag -iiwan ng isang puwang, na tinatawag nating isang "butas."Sa larangan ng solid-state physics, ang mga butas na ito ay magkatulad sa mga positibong singil.

Sa wakas, ang mga libreng electron ay nagdadala ng electric kasalukuyang kapag malayang gumagalaw sila.Ang mga butas na ito ay nagdadala din ng isang electric kasalukuyang at lumipat sa valence band.Ang proseso ay unti -unting dahil habang tumataas ang ilaw sa mga conductor ng photocell, mas maraming mga carrier ng singil ang nagsasagawa ng kuryente.

Sa pangkalahatan, ang dami ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng isang photocell ay nakasalalay sa bilang ng mga butas at magagamit na mga libreng elektron.Iyon ay, mas malaki ang ilaw na enerhiya, mas malaki ang bilang ng mga libreng electron at butas (singil ng mga carrier).Kasunod nito, ang kasalukuyang dumadaloy sa pagtaas ng LDR.

Ang mga istrukturang katangian ng isang photoresist ay naglalaro ng isang pangunahing papel sa pagtukoy ng pag -andar nito.Kapag nag-conceptualize ng mga photoresistor, dalawang pangunahing aspeto ang naglalaro: ang optoelectronic na mga katangian ng materyal at ang pagtugis ng na-optimize na pagsipsip ng ilaw habang bumubuo ng mahusay na mga pares ng elektron-hole.Ang core ng photoresistor ay ang aktibong rehiyon ng semiconductor, na matatagpuan sa isang semi-insulating substrate.Ang sangkap na ito ay masalimuot na naka -embed sa istraktura ng banda ng enerhiya at isang pangunahing determinant ng pagiging sensitibo ng photoresist sa ilaw ng mga tiyak na haba ng haba.

Upang makinis na i -calibrate ang tugon ng photoelectric, ang isang masusing pamamaraan na tinatawag na doping ay ginagamit sa proseso ng paggawa.Ang prosesong ito ay nagpapakilala ng mga elemento ng bakas sa semiconductor, na nagpapahintulot sa konsentrasyon ng elektron at istraktura ng enerhiya ng banda na tiyak na nakatutok.Samakatuwid, pinapahusay nito ang pagganap ng photoelectric ng photoresist.

Sa mga tuntunin ng pisikal na disenyo, ang mga photoresistor ay karaniwang may isang malaking lugar sa ibabaw.Ang malawak na ibabaw na ito ay nagpapadali sa pinakamainam na pagkuha ng ilaw.Ang mga pinong pattern ng mga photovoltaic cells ay nakalagay sa kanilang mga ibabaw, na nagpapalawak ng epektibong lugar ng pagkakalantad.Ang isang mas malaking lugar ng pagkakalantad ay nangangahulugang nadagdagan ang pagsipsip ng photon, na nagreresulta sa pinahusay na responsibilidad at pagiging sensitibo.

Sa disenyo ng isang photoresistor, madiskarteng nakaposisyon ang mga contact na metal na pumapalibot sa aktibong lugar.Ang mga contact na ito ay nagsisilbi ng isang dalawahang layunin: hindi lamang kumikilos bilang isang de -koryenteng tulay, ngunit tumutulong din upang mabawasan ang paglaban sa lugar na nag -iilaw, kasama ang kanilang payat na disenyo na nagpapagaan ng paglaban ng contact at tinitiyak ang walang tahi na daloy ng kasalukuyang.

International Symbols (kaliwa) American Symbols (kanan)

Sa larangan ng mga electronic circuit diagram, ang simbolikong representasyon ng mga photoresistors ay isang pangunahing elemento.Tumutulong ito sa mga inhinyero at technician na mag -navigate at bigyang kahulugan ang mga disenyo ng circuit.Gayunpaman, may mga banayad na pagkakaiba -iba sa representasyon sa pagitan ng mga pamantayang pang -internasyonal, tulad ng mga pamantayan sa International Electrotechnical Commission (IEC), at mga pamantayan sa Estados Unidos, tulad ng pamantayang American National Standards Institute (ANSI).

Sa mga pamantayang pang -internasyonal, para sa mas mahusay na pag -unawa at memorya, ang isang photoresistor ay inilalarawan bilang isang pangunahing simbolo ng risistor, na pinalamutian ng isang dayagonal na arrow sa pamamagitan ng sentro nito.Ang arrow na ito ay higit pa sa isang linya, sumisimbolo ito ng pag -agos ng ilaw.Ito ay isang pagkilala sa panlabas na ilaw na papalapit sa risistor.Ang layunin ay kaliwanagan at kakayahang umangkop, na kung saan ay ang mga tanda ng mga internasyonal na simbolo na ito.

Ang American Standard ay gumagamit ng isang bahagyang magkakaibang notasyon.Dito, hinihiram pa rin ng photoresist ang pangunahing simbolo ng risistor.Ang natatangi, gayunpaman, ay ang arrow nito - straight at pagturo sa mga patagilid.Inilalarawan din nito ang epekto ng ilaw sa mga katangian ng risistor.Kadalasan sa mga diagram ng US ay makikita mo ang "LDR" (light dependor) na nakaukit sa malapit, na kung saan ay isang tekstuwal na paalala na nililinaw ang pag -andar nito.

Ang paglubog ng mas malalim sa nakaraan, ang mga lumang diagram ng circuit ay nagpapakita ng ibang larawan.Minsan inilarawan ang mga photoresistor bilang mga resistors na may mga linya ng zigzag.Ang representasyong ito ay hindi gaanong karaniwan sa ngayon, ito ay isang bulong ng nakaraan at umiiral pa rin sa ilang mas matandang panitikan at tutorial ng elektronika.

Ang representasyon ng mga photoresistors sa mga kontemporaryong diagram ng circuit ay umunlad patungo sa isang mas pinag -isang form.Ang pamilyar na rektanggulo ay ang unibersal na simbolo para sa isang karaniwang risistor, kasama ang isang arrow, upang kumatawan sa pag -iilaw.Ang modernong expression na ito ay parehong madaling maunawaan at madaling maunawaan at naging pamantayan para sa internasyonal na komunikasyon.

Uri ng Photoresistor

Ang mga Photoresistors ay may mga kagiliw -giliw na pag -andar at pangunahing naiuri ayon sa uri ng semiconductor na ginagamit nila.Ang pagpili ng mga materyales ay tumutukoy sa kanilang photoresponsiveness at kahusayan.Sa pangkalahatan, nahahati sila sa dalawang magkakaibang kategorya: intrinsic photoresistors at epitaxial photoresistors.Ang bawat uri ay tinukoy ng mga natatanging katangian ng materyal, na inukit ang sariling angkop na lugar sa mga lugar ng aplikasyon at mga katangian ng pagganap.

Intrinsic photoresistor:

Sa mundo ng mga intrinsic photoresistors, ang kadalisayan ay susi.Binubuo ng mga purong semiconductor na materyales tulad ng germanium (GE) at silikon (SI), ang mga aparatong ito ay isang simpleng pag -aaral.Ang kanilang dalisay na estado ay nagpapanatili ng isang nakapirming bilang ng mga electron ng valence.Ngunit ang kanilang operasyon na nagtatakda sa kanila: nagpapatakbo sila nang walang doping.Sa kadiliman, ang malaking agwat ng enerhiya sa pagitan ng mga bandang valence at conduction ay nagbibigay ng mataas na pagtutol sa mga materyales na ito, na hinaharangan ang pagsulong ng mga libreng carrier tulad ng mga electron at butas.Magaan ang mga ito at nagbabago ang eksena.Ang enerhiya ng photon ay nagtutulak sa mga electron ng valence sa bandang conduction, naglalabas ng mga electron at butas.Gayunpaman, ang mga intrinsic photoresistors ay mayroon ding kanilang mga limitasyon.Dahil sa limitadong pool ng mga electron sa purong semiconductors, ang bilang ng mga carrier na nabuo sa ilalim ng ilaw ay limitado pa rin.Ang limitasyong ito ay nangangahulugang mas kaunting photoresponsiveness.Gayunpaman, ang kanilang mataas na katatagan at tiyak na tugon ng haba ng haba ay ginagawang perpekto para sa ilang mga aplikasyon ng katumpakan.

Epitaxial Photoresist:

Sa kaibahan, ang mga epitaxial photoresistors ay mas kumplikado.Nag -venture sila na lampas sa kadalisayan at nagdaragdag ng mga doped semiconductor na materyales.Dito, ang mga elemento ng bakas tulad ng posporus o boron ay ipinakilala sa semiconductor, na kapansin -pansing binabago ang mga elektronikong katangian nito.Mayroong dalawang uri ng doping: n-type, mayaman sa labis na libreng mga elektron, o p-type, mayaman sa labis na butas.Ang prosesong ito ay nagdaragdag ng bilang ng magagamit na mga libreng carrier ng singil, pagpapahusay ng kondaktibiti kahit na walang panlabas na pag -input ng enerhiya.Sa pagkakaroon ng ilaw, ang mga doped na materyales na ito ay hindi lamang umaasa sa mga mekanismo ng henerasyon ng intrinsic carrier ngunit nakakakuha din mula sa mga doping atoms, sa gayon ay nag -aambag ng mga karagdagang libreng electron o butas.Ang synergistic na epekto na ito ay makabuluhang pinatataas ang kabuuang mga carrier sa ilalim ng pag -iilaw, na nagreresulta sa isang makabuluhang pagbawas sa paglaban, lalo na sa ilalim ng mas mababang mga kondisyon ng pag -iilaw.Ang mga epitaxial photoresistors ay lumiwanag sa kanilang pambihirang photoresponsivity at pagiging sensitibo.Mas gusto ang mga ito para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng mataas na pagtugon at mga kakayahan sa mababang ilaw na pagtuklas, tulad ng mga sistema ng seguridad at kontrol sa pag-iilaw sa gabi.

Mga ilaw sa kalye sa gabi

Kilala sa kanilang light sensitivity at simpleng disenyo, natagpuan ng mga photoresistor ang kanilang lugar sa maraming mga aplikasyon.Humukay tayo sa mga teknikal na pagiging kumplikado ng ilang mga tiyak na gamit.
Sa larangan ng awtomatikong control lighting system, ang mga photoresistor ay kailangang -kailangan.Isaalang -alang ang awtomatikong pag -iilaw sa kalye: Habang bumagsak ang hapon at nakapaligid na mga dims, ang paglaban ng isang photoresist na surge.Ang shift na ito ay nag -uudyok ng isang control circuit, na nag -uudyok sa mga ilaw sa kalye na maipaliwanag ang gabi.

Ang mga ilaw ng Solar Street at Solar Road Studs ay umaasa din sa mga photoresistor.Sinusukat nila ang intensity ng sikat ng araw at fine-tune charge at paglabas ng mga siklo para sa pinakamainam na paggamit ng enerhiya.Sa pagkuha ng litrato, ang mga sangkap na ito ay mahalaga sa sistema ng pagsukat ng camera.Nag -calibrate sila ng mga setting ng pagkakalantad (tulad ng aperture at bilis ng shutter) upang matiyak na ang bawat larawan ay perpektong naiilawan anuman ang mga kondisyon ng pag -iilaw.

Ang mga Photoresistors ay may papel din sa paggawa ng pelikula at video.Inaayos nila ang ningning ng iba't ibang mga fixture ng pag -iilaw, na mahalaga upang makamit ang nais na visual na epekto.

Sa mga sistema ng automation ng bahay, ang mga photoresistor ay matatagpuan sa awtomatikong mga kurtina at mga ilaw sa gabi upang ayusin ang operasyon ng aparato batay sa nakapalibot na ilaw.Sa sektor ng komersyal, kinokontrol nila ang pag -iilaw ng billboard, mga panlabas na orasan at mga radio ng orasan, pag -aayos ng ningning at mga mode ng pagpapakita ayon sa mga pagbabago sa nakapaligid na ilaw.

Gumagamit din ang mga sistema ng seguridad sa mga photoresistor sa usok at mga alarma sa pagnanakaw upang makita ang hindi pangkaraniwang mga pagbabago sa ilaw.Sa mga alarma sa usok, naramdaman nila ang mga pagbabago sa ilaw na pagkalat o pagharang na sanhi ng usok.Ginagamit ang mga ito ng mga sistema ng control control at mga detektor ng paggalaw upang makaramdam ng mga pagbabago sa ilaw dahil sa paggalaw ng tao.

Ang larangan ng infrared astronomy ay hindi naiwan.Dito, ang mga photoresistor, lalo na ang mga sensitibo sa malalayong mga haba ng haba, ay kumikilos bilang mga detektor, na pinagmamasdan ang infrared radiation ng mga celestial body.

Sa mga setting ng pang -industriya, sinusubaybayan ng mga photoresistor ang mga apoy, na kinikilala ang mga paglabas ng mga tiyak na haba ng haba.Bilang mga sensor, tumutulong sila sa pagpaplano ng landas, pag -iwas sa balakid, at pagtuklas sa kapaligiran.Ang mga awtomatikong pabrika ay umaasa sa kanila upang makontrol ang pag -iilaw ng linya ng pagpupulong, dinamikong pag -aayos ng mga kondisyon ng pag -iilaw upang mapabuti ang kahusayan sa trabaho.

Ang mga Photoresistors ay isang elektronikong aparato na nakikinabang sa teknolohiya ng pag-iilaw dahil ang mga ito ay compact, malawak na magagamit mula sa mga elektronikong bahagi ng distributor, at mabisa.Maaaring hindi gaanong tumpak, ngunit sapat pa rin upang maghatid ng mga de -koryenteng kagamitan.Ang bawat pag -ulit ng photoresistor ay may natatanging pakinabang at maaaring maingat na ipasadya para sa iba't ibang mga sitwasyon ng aplikasyon.Sa buod, ang mga photoresistor ay hindi lamang isang kailangang -kailangan na sangkap sa electronic engineering, kundi pati na rin ang isang pangunahing tool sa pag -alis at paggamit ng pagiging kumplikado ng magaan na enerhiya, tinitiyak ang pangmatagalang kabuluhan nito sa teknolohikal na tilapon.

Ang nasa itaas ay ang buong nilalaman ng artikulong ito, inaasahan kong makakatulong ito sa iyong proyekto.Kung mayroon kang anumang mga katanungan o komento, maaari kang makipag -ugnay sa amin anumang oras.