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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fotorresistores. Dato de referencia. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Referencias Fotocélulas semiconductoras: los fotorresistores tienen la propiedad de cambiar su resistencia activa bajo la influencia de la luz que incide sobre ellos. Los fotorresistores tienen una alta sensibilidad a la radiación en el rango más amplio, desde el infrarrojo hasta la región del espectro de rayos X, y su resistencia puede variar en varios órdenes de magnitud. Los fotorresistores se caracterizan por una alta estabilidad en el tiempo, tienen pequeñas dimensiones y están disponibles en varios valores de resistencia. Los más utilizados son los fotorresistores fabricados con sulfuro de plomo, sulfuro de cadmio y seleniuro de cadmio. El nombre del tipo de fotorresistor se compone de letras y números, y en las designaciones antiguas las letras A, K, D indicaban el tipo de material fotosensible utilizado, en la nueva designación estas letras se reemplazan por números. La letra detrás del guión, en la denominación antigua, caracterizaba el diseño (sellado G, película P). En la nueva marca, estas letras también se sustituyen por números. En mesa 1 muestra los nombres de las designaciones más comunes de fotorresistores. Tabla 1. DESIGNACIONES TÍPICAS DE FOTORESISTENCIAS
El elemento fotosensible en algunos tipos de fotorresistores está hecho en forma de tableta redonda o rectangular prensada a partir de polvo de sulfuro o seleniuro de cadmio, en otros es una capa delgada de semiconductor depositada sobre una base de vidrio. En ambos casos, dos conductores metálicos están conectados al material semiconductor. Esquemáticamente, el dispositivo del fotorresistor y su inclusión se muestran en la Fig.
Dependiendo del propósito, los fotorresistores tienen un diseño completamente diferente. A veces, es solo una placa semiconductora sobre una base de vidrio con cables conductores de corriente, en otros casos, el fotorresistor tiene una caja de plástico con pines rígidos. Entre tales fotorresistores, debe hacerse una mención especial al FSK-6, adaptado para operar a partir de luz reflejada, cuyo cuerpo tiene un orificio en el centro para que la luz pase a la superficie reflectante. Los fotorresistores se producen en una caja de metal con una base que se asemeja a una lámpara, o en una caja, como condensadores o transistores sellados. Los fotorresistores de película de tamaño pequeño se producen en cajas de plástico y metal con un revestimiento a prueba de humedad del elemento fotosensible con resinas epoxi transparentes. La apariencia y dimensiones de los tipos más comunes de fotoresistores se muestran en la Fig.2.
Los fotorresistores se caracterizan por los siguientes parámetros (ver Tabla 2): - resistencia en la oscuridad Rt - resistencia activa en ausencia de iluminación. Tabla 2. PARÁMETROS DE FOTORESISTENCIAS
La tabla muestra los valores medios determinados (a excepción de It) con una iluminación de 200 lux. Con algunos tipos de fotoresistores, la resistencia a la oscuridad puede variar considerablemente; - la multiplicidad de cambios en la resistencia Rt / Rsv, un parámetro que muestra la relación entre la resistencia oscura y la resistencia en el estado iluminado. Este es uno de los parámetros más importantes que caracterizan la sensibilidad de la fotorresistencia. Con un aumento en la iluminación, la multiplicidad aumenta según una ley lineal, con una disminución, disminuye. Los fotorresistores de plomo-azufre tienen la menor sensibilidad, en los que la multiplicidad a la iluminación de 200 lux no es inferior a 1,2. Para otros tipos de fotorresistores, la sensibilidad es mucho mayor; - tensión de funcionamiento, que se refiere a la tensión que garantiza el funcionamiento continuo de la fotorresistencia. Cuando se opera en modo pulsado para fotorresistores de sulfuro de cadmio y selenio de cadmio, el voltaje permitido puede ser 2 o 3 veces mayor que el voltaje de funcionamiento. Para los fotorresistores de plomo-azufre, la tensión de funcionamiento puede tomarse igual a 0,1 Rt, donde Rt está en kiloohmios; - disipación de potencia admisible, que permite el funcionamiento a largo plazo de la fotorresistencia a +20 ° C en el medio ambiente sin riesgo de cambios irreversibles en la capa fotosensible; - características espectrales que muestran en qué parte del espectro el fotorresistor tiene la mayor sensibilidad. Las características espectrales aproximadas se muestran en la Fig.3.
Como puede verse por estas características, los fotorresistores con un elemento fotosensible de sulfuro de cadmio tienen una sensibilidad máxima en la parte visible del espectro, los fotorresistores hechos a base de cadmio-selenio son más sensibles en las partes roja e infrarroja del espectro, y el plomo Los fotorresistores de sulfuro tienen una sensibilidad máxima en el espectro de la región infrarroja. Un parámetro importante de los fotorresistores es la sensibilidad específica, que se calcula mediante la fórmula:
donde: DI - fotocorriente, mA; L - iluminación, lx; S - el tamaño del área fotosensible, cm2; U es el voltaje aplicado al fotorresistor, B. Si el valor de sensibilidad se multiplica por el voltaje de funcionamiento, se obtiene la sensibilidad integral. Además, las propiedades de los fotorresistores se caracterizan por las características corriente-voltaje, que muestran la dependencia de la corriente a través del fotorresistor del voltaje que se le aplica (ver Fig. 4, a). Esta característica es lineal en un rango bastante amplio. Para algunos tipos de fotorreactores, se observa no linealidad a voltajes menores que el voltaje de operación (Fig. 4, b).
Los fotorresistores tienen inercia, que se puede juzgar por la respuesta de frecuencia que se muestra en la Fig. 5. Esta característica expresa la relación entre la magnitud de la fotocorriente y la frecuencia de modulación del flujo de luz que incide sobre la fotorresistencia. Como puede verse en la característica, la magnitud de la señal tomada del fotorresistor disminuye al aumentar la frecuencia de modulación del flujo de luz.
La sensibilidad de los fotorresistores cambia (disminuye) en las primeras 50 horas de funcionamiento, permaneciendo prácticamente constante durante toda la vida útil, medida en varios miles de horas. El rango de temperatura de funcionamiento para los fotorresistores de sulfuro de cadmio es de -60 a +85 °C, para selenio de cadmio - de -60 a +40 °C y para sulfuro de plomo - de -60 a +70 °C. El principal campo de aplicación de los fotorresistores es la automatización, donde en algunos casos reemplazan con éxito las fotocélulas de vacío y llenas de gas. Al poseer una mayor potencia de disipación permitida en comparación con algunos tipos de fotocélulas, los fotorresistores permiten crear fotorrelés simples y confiables sin amplificadores de corriente. Dichos relés fotográficos son indispensables en dispositivos para control remoto, monitoreo y regulación, en máquinas clasificadoras automáticas, al clasificar y contar productos terminados, para control de calidad y preparación de una variedad de piezas. Los fotorresistores se utilizan ampliamente en la industria de la impresión para detectar roturas de cintas de papel y controlar el número de hojas que se introducen en la máquina de impresión. En la tecnología de medición, los fotorresistores se utilizan para medir altas temperaturas, para controlar la temperatura en varios procesos tecnológicos. Control del nivel de líquidos y cuerpos sueltos, protección del personal contra el ingreso a áreas peligrosas, control de niveles de polvo y humo de varios objetos, interruptores automáticos de alumbrado público y torniquetes en el metro: esta no es una lista completa de aplicaciones para fotorresistores. Los fotorresistores han encontrado aplicación en medicina, agricultura y otros campos. En la actualidad, es difícil encontrar tal rama de la economía nacional, donde no se utilizarían para aumentar la productividad laboral, mejorar la calidad del producto y facilitar el trabajo humano.
Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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