Elektronikas industrija ražo daudz dažādu produktu, starp kuriem īpašu vietu ieņem gaismas jutīgi elementi. Visvienkāršākos no tiem attēlo radio komponents ar nosaukumu "fotorezistors", kas pieder pusvadītāju kategorijai.
Kad jebkura gaismas avota izstarotā enerģija ietriecas tā virsmā, materiāla pretestība samazinās, kas izraisa izmaiņas strāvā, kas plūst caur elementu. Zemāk redzamais attēls parāda fotorezistora izskatu un tā vispārpieņemto apzīmējumu uz elektriskajām ķēdēm.
Darbības princips
Lai saprastu šī radioelementa darbības principu, vispirms jāiepazīstas ar tā ierīci. Produkta iekšpusē starp diviem vadītājiem (elektrodiem) ir pusvadītāju slānis, kas ir jutīgs pret gaismas apstarošanas intensitāti.
Lai to izveidotu, tiek izmantotas šādas kopīgas periodiskās tabulas elementu kombinācijas:
- Kadmija sulfīds.
- Svina sulfīds.
- Kadmija selenīts un tamlīdzīgi.
Papildus informācija: Ierīces spektrālais raksturojums ir atkarīgs no izvēlētā materiāla.
Citiem vārdiem sakot, viļņu garumu diapazons ir atkarīgs no pusvadītāja veida, kura ietekmē mainās materiāla pretestība.
Kad gaisma to neapstaro, tā ir pietiekami liela un sasniedz desmitiem megohmu. Kad gaismas enerģija ietriecas pusvadītājā, krasi palielinās lādiņa nesēju (elektronu un caurumu) koncentrācija. Materiāla pretestība strauji samazinās, kas noved pie gar ķēdi plūstošās strāvas palielināšanās. Pēdējais ir iespējams situācijā, kad fotorezistors ir savienots ar ārēju barošanas avotu, kā parādīts zemāk esošajā fotoattēlā.
Tā kā nav elektronu caurumu savienojuma kā tāda, fotorezistora ieslēgšanās polaritātei nav nozīmes.
Pielietojuma zona
Tūlīt izdarīsim atrunu, ka šīs klases fotoelementu pretestība nevar mainīties uzreiz, tas ir, viņiem ir zināma inerce. Šis trūkums ierobežo fotorezistoru piemērošanas jomu ķēdēm ar mazu ātrumu.
Ņemot vērā norādītos ierobežojumus, aplūkotie elementi tiek plaši izmantoti šādās elektroniskajās ierīcēs un sistēmās:
- Standarta foto relejos, kas paredzēti esošo apgaismojuma tīklu automātiskai kontrolei.
- Gaismas sensoros, kur fotorezistori tiek izmantoti kā jutīgi gaismas plūsmas līmeņa reģistrētāji.
- Mūsdienu sistēmās trauksmes signāli, kuros ir uzstādītas fotoelementi, kas ir jutīgi pret UV diapazona viļņiem.
Pēdējā gadījumā sistēmas ar fotorezistoru darbības princips ir balstīts uz radiācijas plūsmas pārtraukšanu no ultravioletā starojuma avota, kas vērsts uz jutīgo elementu. Piemēri tā izmantošanai radiācijas uztvērējos ir parādīti zemāk esošajā fotoattēlā.