Mạch LDR và ​​nguyên lý làm việc

Như tên cho thấy LDR hoặc Điện trở phụ thuộc vào ánh sáng là một loại điện trở thể hiện một loạt các giá trị điện trở tùy thuộc vào cường độ ánh sáng tới trên bề mặt của nó. Sự thay đổi trong phạm vi điện trở có thể ở bất kỳ đâu từ vài trăm ohms đến nhiều megaohms.

Chúng còn được gọi là quang trở. Giá trị điện trở trong một LDR tỷ lệ nghịch với cường độ ánh sáng chiếu vào nó. Nghĩa là khi ánh sáng càng ít thì điện trở càng nhiều và ngược lại.

Xây dựng nội bộ LDR

Hình dưới đây cho thấy hình ảnh được phân tách bên trong của một thiết bị LDR, trong đó chúng ta có thể thấy chất quang dẫn được áp dụng trong hình zig zag hoặc hình cuộn, được nhúng trên một đế cách điện bằng gốm và với các điểm cuối được kết thúc như dây dẫn của thiết bị.

Mô hình đảm bảo sự tiếp xúc và tương tác tối đa giữa vật liệu quang dẫn tinh thể và các điện cực ngăn cách chúng.

Vật liệu quang dẫn thường bao gồm cadmium sulfide (CdS) hoặc cadmium selenide (CdSe).

Loại và độ dày của vật liệu và chiều rộng của lớp lắng đọng của nó xác định phạm vi của giá trị điện trở LDR và ​​cả lượng watt mà nó có thể xử lý.

Hai dây dẫn của thiết bị được nhúng trong một đế không dẫn điện mờ đục với lớp phủ trong suốt cách nhiệt bên trên lớp quang dẫn.

Biểu tượng sơ đồ của một LDR được hiển thị bên dưới:

Kích thước LDR

Đường kính của tế bào quang điện hoặc LDR có thể nằm trong khoảng từ 1/8 inch (3 mm) đến trên một inch (25 mm). Thông thường chúng có sẵn với đường kính 3/8 inch (10 mm).

Các LDR nhỏ hơn mức này thường được sử dụng khi không gian có thể là mối quan tâm hoặc trong các bảng dựa trên SMD. Các biến thể nhỏ hơn thể hiện sự tiêu tán thấp hơn. Bạn cũng có thể tìm thấy một số biến thể được đóng kín để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy ngay cả trong môi trường khắc nghiệt và không mong muốn.

So sánh các đặc điểm của LDR với mắt người

Biểu đồ trên cung cấp sự so sánh giữa các đặc điểm của thiết bị cảm quang và mắt của chúng ta. Biểu đồ cho thấy biểu đồ của phản ứng quang phổ tương đối dựa trên bước sóng từ 300 đến 1200 nanomet (nm).

Dạng sóng đặc trưng của mắt người được biểu thị bằng đường cong hình chuông chấm chấm cho thấy thực tế là mắt chúng ta đã tăng cường độ nhạy đối với dải tương đối hẹp hơn của phổ điện từ, khoảng từ 400 đến 750 nm.

Đỉnh của đường cong có giá trị cực đại trong quang phổ ánh sáng xanh lục nằm trong khoảng 550 nm. Điều này trải dài xuống quang phổ màu tím có phạm vi từ 400 đến 450 nm trên một mặt. Mặt khác, vùng này mở rộng thành vùng ánh sáng đỏ sẫm có dải từ 700 đến 780 nm.

Hình trên cũng tiết lộ chính xác lý do tại sao tế bào quang cadmium sulfide (CdS) có xu hướng được yêu thích trong ứng dụng mạch điều khiển ánh sáng: đỉnh đường cong đáp ứng quang phổ của Cds là gần 600 nm và đặc điểm kỹ thuật này khá giống với phạm vi của mắt người.

Trên thực tế, các đỉnh đường cong phản ứng cadimi selenua (CdSe) thậm chí có thể mở rộng ra ngoài 720 nm.

Đồ thị ánh sáng Vs kháng LDR

Điều đó nói rằng CdSe có thể thể hiện độ nhạy cao hơn đối với gần như toàn bộ dải quang phổ ánh sáng nhìn thấy. Nói chung, đường cong đặc tính của tế bào quang điện CdS có thể được cho trong hình sau.

Điện trở của nó trong điều kiện không có ánh sáng có thể vào khoảng 5 megohms, có thể giảm xuống khoảng 400 ohms khi có cường độ ánh sáng 100 lux hoặc mức ánh sáng tương đương với một căn phòng được chiếu sáng tối ưu và khoảng 50 ohms khi cường độ ánh sáng cao tới 8000 lux. thường như thu được từ ánh sáng mặt trời trực tiếp.

Lux là đơn vị SI cho độ rọi tạo ra bởi quang thông 1 lumen trải đều trên bề mặt 1 mét vuông. Tế bào quang điện hoặc LDR hiện đại được đánh giá thích hợp về công suất và điện áp, ngang bằng với điện trở loại cố định thông thường.

Công suất tiêu tán điện cho một LDR tiêu chuẩn có thể vào khoảng 50 và 500 miliwatt, có thể phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu được sử dụng cho máy dò.

Có lẽ điều duy nhất không tốt về LDR hoặc quang trở là đặc điểm kỹ thuật phản ứng chậm của chúng đối với sự thay đổi ánh sáng. Tế bào quang được chế tạo bằng Cadmium-selenua thường có hằng số thời gian ngắn hơn so với tế bào quang cadmium-sulfide (khoảng 10 mili giây ngược lại với 100 mili giây).

Bạn cũng có thể thấy các thiết bị này có điện trở thấp hơn, độ nhạy tăng và hệ số nhiệt độ cao hơn.

Các ứng dụng chính trong đó Tế bào quang thường được thực hiện là trong máy đo độ phơi sáng nhiếp ảnh, công tắc kích hoạt sáng và tối để kiểm soát đèn đường , và báo động chống trộm. Trong một số ứng dụng cảnh báo được kích hoạt bằng ánh sáng, hệ thống được kích hoạt thông qua sự gián đoạn chùm sáng.

Bạn cũng có thể bắt gặp cảnh báo khói dựa trên phản xạ bằng cách sử dụng tế bào quang.

Mạch ứng dụng LDR

Các hình ảnh sau đây cho thấy một vài trong số các mạch ứng dụng của tế bào quang thực tế thú vị.

Rơ le được kích hoạt nhẹ

TRANSISTOR CÓ THỂ LÀ BẤT KỲ LOẠI TÍN HIỆU NHỎ NÀO NHƯ BC547

Mạch LDR đơn giản được chỉ ra trong hình trên được chế tạo để đáp ứng bất cứ khi nào ánh sáng chiếu vào LDR được lắp đặt vào một hốc tối thông thường, ví dụ như bên trong hộp hoặc vỏ.

Tế bào quang điện R1 và điện trở R2 tạo ra một bộ chia điện thế để cố định độ lệch cơ sở của Q1. Khi trời tối, tế bào quang điện thể hiện điện trở tăng lên, dẫn đến sai lệch bằng không trên cơ sở Q1, do đó, Q1 và rơ le RY1 vẫn bị tắt.

Trong trường hợp mức ánh sáng thích hợp được phát hiện trên tế bào quang điện LDR, mức điện trở của nó sẽ nhanh chóng giảm xuống một số cường độ thấp hơn. và tiềm năng xu hướng được phép đạt đến cơ sở của Q1. Điều này sẽ chuyển tiếp BẬT RY1, có các tiếp điểm được sử dụng để điều khiển mạch bên ngoài hoặc tải.

Chuyển tiếp kích hoạt bóng tối

Hình tiếp theo cho thấy làm thế nào mạch đầu tiên có thể được chuyển đổi thành một mạch chuyển tiếp kích hoạt bóng tối.

Trong ví dụ này, rơle kích hoạt trong trường hợp không có ánh sáng trên LDR. R1 được sử dụng để điều chỉnh cài đặt độ nhạy của mạch. Điện trở R2 và tế bào quang điện R3 hoạt động giống như một bộ phân áp.

Điện áp tại điểm nối của R2 và R3 tăng lên khi ánh sáng chiếu vào R3, được đệm bởi người theo dõi emitter Q1. Đầu ra bộ phát của ổ đĩa Q1 bộ khuếch đại phát chung Q2 qua R4, và điều khiển rơ le tương ứng.

Máy dò ánh sáng LDR chính xác

Mặc dù đơn giản, các mạch LDR trên dễ bị tổn thương do thay đổi điện áp nguồn và cũng như thay đổi nhiệt độ môi trường xung quanh.

Sơ đồ tiếp theo cho thấy cách khắc phục nhược điểm thông qua một mạch kích hoạt ánh sáng chính xác nhạy cảm sẽ hoạt động mà không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi điện áp hoặc nhiệt độ.

Trong mạch này, LDR R5, nồi R6 và các điện trở R1 và R2 được cấu hình với nhau dưới dạng mạng cầu Wheatstone.

ICI op amp cùng với bóng bán dẫn Q1 và rơ le RY1 làm việc giống như một công tắc phát hiện cân bằng rất nhạy cảm.

Điểm cân bằng của cây cầu không bị ảnh hưởng, bất kể sự thay đổi của điện áp nguồn hoặc nhiệt độ khí quyển.

Nó chỉ bị ảnh hưởng bởi những thay đổi trong giá trị tương đối của các thành phần liên quan đến mạng cầu nối.

Trong ví dụ này, LDR R5 và nồi R6 tạo thành một nhánh của cầu Wheatstone. R1 và R2 tạo thành nhánh thứ hai của cây cầu. Hai cánh tay này hoạt động giống như bộ phân áp. Cánh tay R1 / R2 thiết lập điện áp cung cấp 50% không đổi cho đầu vào không đảo ngược của op-amp.

Bộ chia điện thế được hình thành bởi nồi và LDR tạo ra một điện áp biến đổi phụ thuộc ánh sáng vào đầu vào đảo ngược của amp op.

Việc thiết lập mạch, nồi R6 được điều chỉnh để điện thế tại điểm giao nhau của R5 và R6 cao hơn điện thế tại chân 3 khi lượng ánh sáng xung quanh mong muốn rơi vào LDR.

Khi điều này xảy ra, đầu ra của amp op ngay lập tức thay đổi trạng thái từ tích cực sang 0V, chuyển ON Q1 và rơ le kèm theo. Rơ le kích hoạt và TẮT tải có thể là đèn.

Mạch LDR dựa trên op amp này rất chính xác và sẽ đáp ứng ngay cả với những thay đổi nhỏ về cường độ ánh sáng mà mắt người không thể phát hiện được.

Thiết kế op amp ở trên có thể dễ dàng chuyển đổi thành rơ le kích hoạt bóng tối bằng cách hoán đổi kết nối pin2 và pin3 hoặc bằng cách hoán đổi vị trí R5 và R6, như được minh họa bên dưới:

Thêm tính năng trễ

Nếu được yêu cầu, mạch LDR này có thể được nâng cấp với tính năng trễ như thể hiện trong sơ đồ tiếp theo. Điều này được thực hiện bằng cách đưa một điện trở phản hồi R5 qua chân đầu ra và chân 3 của vi mạch.

Trong thiết kế này, rơ le hoạt động bình thường khi cường độ ánh sáng vượt quá mức đặt trước. Tuy nhiên, khi đèn trên LDR giảm và giảm hơn giá trị đặt trước, nó không TẮT rơle do hiệu ứng trễ .

Rơ le chỉ TẮT khi đèn giảm xuống mức thấp hơn đáng kể, giá trị này được xác định bởi giá trị R5. Giá trị thấp hơn sẽ tạo ra nhiều độ trễ trễ (hysteresis) và ngược lại.

Kết hợp các tính năng kích hoạt sáng và tối trong một

Thiết kế này là một rơ le sáng / tối chính xác được thiết kế bằng cách kết hợp các mạch chuyển đổi sáng và tối đã giải thích trước đó. Về cơ bản nó là một trình so sánh cửa sổ mạch điện.

Rơle RY1 BẬT khi mức sáng trên LDR vượt qua một trong các cài đặt nồi hoặc giảm xuống dưới giá trị cài đặt nồi khác.

Nồi R1 xác định mức kích hoạt bóng tối, trong khi nồi R3 đặt ngưỡng kích hoạt mức sáng của rơ le. Bình R2 dùng để điều chỉnh điện áp cung cấp cho mạch.

Quy trình thiết lập bao gồm điều chỉnh nồi R2 đặt trước đầu tiên sao cho khoảng một nửa điện áp nguồn được đưa vào tại điểm nối LDR R6 và nồi R2, khi LDR nhận được ánh sáng ở một số mức cường độ bình thường.

Sau đó, chiết áp R1 được điều chỉnh sao cho rơle RY1 BẬT ngay khi LDR phát hiện thấy ánh sáng dưới mức tối ưu tiên.

Tương tự như vậy, nồi R3 có thể được thiết lập để rơle RY1 được BẬT ở mức độ sáng dự định.

Mạch báo động kích hoạt ánh sáng

Bây giờ chúng ta hãy xem cách một LDR có thể được áp dụng như một mạch cảnh báo kích hoạt bằng ánh sáng.

Chuông hoặc còi cảnh báo phải là loại ngắt quãng nghĩa là phát ra âm thanh với sự lặp lại BẬT / TẮT liên tục và được đánh giá là hoạt động với dòng điện nhỏ hơn 2 amp. LDR R3 và điện trở R2 tạo thành mạng phân áp.

Trong điều kiện ánh sáng yếu, tế bào quang điện hoặc điện trở LDR cao khiến điện áp tại điểm giao nhau R3 và R2 không đủ để kích hoạt cổng SCR1 được gắn.

Khi đèn tới sáng hơn, điện trở LDR giảm xuống mức đủ để kích hoạt SCR, điều này sẽ bật và kích hoạt cảnh báo.

Ngược lại, khi trời tối, điện trở LDR tăng lên, TẮT SCR và báo động.

Điều quan trọng cần lưu ý là SCR ở đây chỉ TẮT vì cảnh báo là loại ngắt quãng giúp phá chốt của SCR khi không có dòng điện cổng, làm tắt SCR.

Thêm kiểm soát độ nhạy

Mạch cảnh báo SCR LDR ở trên khá thô và có độ nhạy rất thấp, và cũng thiếu điều khiển độ nhạy. Hình tiếp theo dưới đây cho thấy cách thiết kế có thể được cải tiến với các tính năng đã đề cập.

Ở đây, điện trở cố định trong sơ đồ trước được thay thế bằng nồi R6, và giai đoạn BJT đệm được đưa qua Q1 giữa cổng SCR và đầu ra LDR.

Ngoài ra, chúng ta có thể thấy một công tắc nhấn để tắt A1 và R4 song song với chuông hoặc thiết bị báo động. Giai đoạn này cho phép người dùng chuyển đổi hệ thống thành cảnh báo chốt bất kể tính chất ngắt quãng của thiết bị chuông.

Điện trở R4 đảm bảo rằng ngay cả trong khi chuông reo theo âm thanh tự ngắt, dòng điện cực dương chốt không bao giờ bị đứt và SCR vẫn được chốt sau khi được kích hoạt ON.

S1 được sử dụng để phá chốt bằng tay và tắt SCR và báo động.

Để nâng cao hơn nữa cảnh báo kích hoạt bằng ánh sáng SCR đã giải thích ở trên với độ chính xác được cải thiện, một bộ kích hoạt dựa trên op amp có thể được thêm vào như hình dưới đây. Hoạt động của mạch tương tự như các thiết kế kích hoạt ánh sáng LDR đã thảo luận trước đây.

Mạch báo động LDR với đầu ra giai điệu xung

Đây là một mạch cảnh báo kích hoạt tối khác có tích hợp bộ tạo xung 800 Hz công suất thấp để kích hoạt loa lớn.

Hai cổng NOR IC1-c và ICI-d được định cấu hình như một bộ điều khiển đa vi mạch đáng kinh ngạc để tạo ra tần số 800 Hz. Tần số này được đưa vào loa thông qua bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ sử dụng BJT Q1.

Giai đoạn cổng NOR ở trên chỉ được kích hoạt miễn là đầu ra của IC 1-b trở nên thấp hoặc 0V. Hai cổng NOR khác IC 1-a và IC1-b được kết nối tương tự như một bộ điều khiển đa năng đáng kinh ngạc để tạo ra đầu ra xung 6 Hz và cũng chỉ được bật khi chân cổng 1 được kéo xuống thấp hoặc ở 0V.

Pin1 có thể được nhìn thấy được lắp ráp với điểm nối phân chia tiềm năng được hình thành bởi LDR R4 và nồi R5.

Nó hoạt động như thế này: Khi đèn trên LDR đủ sáng, điện thế đường giao nhau sẽ cao, khiến cả hai bộ điều khiển đa nhịp đều bị vô hiệu hóa, có nghĩa là không có âm thanh phát ra từ loa.

Tuy nhiên, khi mức độ ánh sáng giảm xuống dưới mức cài đặt trước, đường giao nhau R4 / R5 sẽ thấp hơn đủ để kích hoạt mức ổn định 6 Hz. Điều này hiện giờ bắt đầu kiểm soát hoặc chuyển đổi 800 Hz đáng kinh ngạc ở tốc độ 6 Hz. Điều này dẫn đến âm 800 Hz được ghép trên loa, xung ở tần số 6 Hz.

Để thêm cơ sở chốt vào thiết kế trên, chỉ cần thêm công tắc S1 và điện trở R1 như được cho bên dưới:

Để có được âm thanh lớn, tăng cường từ loa, bạn có thể nâng cấp mạch tương tự với tầng bán dẫn đầu ra nâng cao như hình dưới đây:

Trong cuộc thảo luận trước đó, chúng ta đã tìm hiểu cách sử dụng bộ khuếch đại op để nâng cao độ chính xác phát hiện ánh sáng LDR. Điều tương tự có thể được áp dụng trong thiết kế trên để tạo ra một mạch phát hiện âm sắc xung siêu chính xác

Mạch báo trộm LDR

Có thể xem một mạch báo trộm gián đoạn chùm tia sáng LDR đơn giản dưới đây.

Thông thường, tế bào quang điện hoặc LDR nhận lượng ánh sáng cần thiết thông qua nguồn chùm sáng được lắp đặt. Điều này có thể là từ một tia laze nguồn cũng được.

Điều này làm cho điện trở của nó thấp và điều này cũng tạo ra điện thế không đủ thấp tại điểm tiếp giáp R4 và tế bào quang điện R5. Do đó, SCR cùng với chuông vẫn ngừng hoạt động.

Tuy nhiên, trong trường hợp chùm sáng bị gián đoạn làm cho điện trở LDR tăng lên, làm tăng đáng kể điện thế tiếp giáp của R4 và R5.

Điều này ngay lập tức kích hoạt SCR1 BẬT chuông cảnh báo. Điện trở R3 nối tiếp với công tắc S1 được giới thiệu để cho phép chốt báo động vĩnh viễn.

Tóm tắt thông số kỹ thuật LDR

Có nhiều tên gọi khác nhau mà LDR (Điện trở phụ thuộc vào ánh sáng) được biết đến, bao gồm các tên như điện trở quang, tế bào quang điện, tế bào quang dẫn và chất quang dẫn.

Thông thường, thuật ngữ phổ biến nhất và được sử dụng phổ biến nhất trong các hướng dẫn và biểu dữ liệu là tên 'tế bào quang'.

Có nhiều cách sử dụng mà LDR hoặc điện trở quang có thể được áp dụng vì những thiết bị này có đặc tính cảm quang tốt và cũng có sẵn với chi phí thấp.

Do đó, LDR có thể vẫn còn phổ biến trong một thời gian dài và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như máy đo ánh sáng chụp ảnh, máy dò trộm và báo khói, đèn đường để điều khiển ánh sáng, đầu báo cháy và đầu đọc thẻ.

Thuật ngữ chung của 'tế bào quang' được sử dụng cho Điện trở phụ thuộc vào ánh sáng trong tài liệu chung.

Khám phá LDR

Như đã thảo luận ở trên, LDR vẫn được yêu thích trong số các tế bào quang trong một thời gian dài. Các dạng ban đầu của quang trở được sản xuất và giới thiệu trên thị trường vào đầu thế kỷ XIX.

Điều này được tạo ra thông qua việc phát hiện ra “tính dẫn quang của selen” vào năm 1873 bởi nhà khoa học tên là Smith.

Kể từ đó, một loạt các thiết bị quang dẫn khác nhau đã được sản xuất. Một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực này đã được thực hiện vào đầu thế kỷ XX, đặc biệt là vào năm 1920 bởi nhà khoa học nổi tiếng T.W. Case người đã nghiên cứu về hiện tượng quang dẫn và bài báo của anh ấy, “Thalofide Cell - một tế bào quang điện mới” được xuất bản vào năm 1920.

Trong hai thập kỷ tiếp theo vào những năm 1940 và 1930, một loạt các chất có liên quan khác đã được nghiên cứu để phát triển tế bào quang, bao gồm PbTe, PbS và PbSe. Hơn nữa vào năm 1952, các chất quang dẫn phiên bản bán dẫn của các thiết bị này được Simmons và Rollin phát triển bằng cách sử dụng germani và silicon.

Biểu tượng của điện trở phụ thuộc ánh sáng

Ký hiệu mạch được sử dụng cho điện trở quang hoặc điện trở phụ thuộc ánh sáng là sự kết hợp của điện trở hoạt hình để chỉ ra rằng điện trở quang có bản chất nhạy cảm với ánh sáng.

Biểu tượng cơ bản của điện trở phụ thuộc ánh sáng bao gồm một hình chữ nhật tượng trưng cho chức năng của điện trở LDR. Biểu tượng cũng bao gồm hai mũi tên theo hướng đến.

Biểu tượng tương tự được sử dụng để tượng trưng cho độ nhạy đối với ánh sáng trong các transistor quang và điốt quang.

Biểu tượng của “điện trở và các mũi tên” như được mô tả ở trên được sử dụng bởi các điện trở phụ thuộc vào ánh sáng trong phần lớn các ứng dụng của chúng.

Nhưng có một vài trường hợp ký hiệu được sử dụng bởi các điện trở phụ thuộc vào ánh sáng mô tả điện trở được bọc trong một vòng tròn. Điều này thể hiện rõ trong trường hợp sơ đồ mạch điện được vẽ.

Nhưng biểu tượng mà không có vòng tròn xung quanh điện trở là một biểu tượng phổ biến hơn được sử dụng bởi các quang trở.

Thông số kỹ thuật

Bề mặt của LDR được xây dựng bằng hai tế bào quang dẫn cadmium sulphide (cds) có phản ứng quang phổ tương đương với phản ứng của mắt người. Điện trở của tế bào giảm tuyến tính khi cường độ ánh sáng tăng trên bề mặt của nó.

Chất quang dẫn được đặt giữa hai điểm tiếp xúc được sử dụng như một thành phần đáp ứng chính bởi tế bào quang điện hoặc điện trở quang. Các điện trở của các quang trở trải qua một sự thay đổi khi có sự tiếp xúc của điện trở quang với ánh sáng.

Quang dẫn: Các hạt tải điện tử được tạo ra khi vật liệu bán dẫn quang dẫn được sử dụng hấp thụ các photon và điều này dẫn đến cơ chế hoạt động đằng sau các điện trở phụ thuộc vào ánh sáng.

Mặc dù bạn có thể thấy rằng các vật liệu được sử dụng bởi các quang trở là khác nhau, nhưng chúng hầu hết đều là chất bán dẫn.

Khi chúng được sử dụng dưới dạng quang trở, thì các vật liệu này chỉ hoạt động như các phần tử điện trở khi không có các điểm nối PN. Điều này dẫn đến việc thiết bị trở nên hoàn toàn thụ động về bản chất.

Các chất quang điện trở hay chất dẫn quang về cơ bản có hai loại:

Điện trở quang bên trong: Vật liệu quang dẫn được sử dụng bởi một loại điện trở quang cụ thể cho phép các hạt mang điện tích bị kích thích và nhảy tới các dải dẫn tương ứng từ các liên kết hóa trị ban đầu của chúng.

Điện trở quang ngoại: Vật liệu quang dẫn được sử dụng bởi một loại điện trở quang cụ thể cho phép các hạt mang điện tích bị kích thích và nhảy tới các vùng dẫn tương ứng từ các liên kết hóa trị ban đầu hoặc tạp chất của chúng.

Quá trình này đòi hỏi chất pha tạp chất không ion hóa cũng nông và yêu cầu điều này diễn ra khi có ánh sáng.

Việc thiết kế tế bào quang điện hoặc tế bào quang điện trở bên ngoài được thực hiện đặc biệt khi xem xét các bức xạ bước sóng dài như bức xạ hồng ngoại trong hầu hết các trường hợp.

Tuy nhiên, thiết kế cũng xem xét thực tế rằng cần phải tránh bất kỳ loại sinh nhiệt nào vì chúng được yêu cầu hoạt động ở nhiệt độ rất thấp.

Cấu trúc cơ bản của LDR

Số lượng các phương pháp tự nhiên thường được quan sát để sản xuất điện trở quang hoặc điện trở phụ thuộc vào ánh sáng là rất ít.

Vật liệu điện trở nhạy cảm với ánh sáng được sử dụng bởi các điện trở phụ thuộc ánh sáng để tiếp xúc với ánh sáng liên tục. Như đã thảo luận ở trên, có một phần cụ thể được xử lý bằng vật liệu điện trở nhạy sáng, được yêu cầu tiếp xúc với cả hai hoặc một trong các đầu của thiết bị đầu cuối.

Một lớp bán dẫn hoạt động trong tự nhiên được sử dụng trong cấu trúc chung của một điện trở quang hoặc một điện trở phụ thuộc vào ánh sáng và một chất nền cách điện được sử dụng để lắng lớp bán dẫn.

Để cung cấp cho lớp bán dẫn độ dẫn điện ở mức cần thiết, lớp bán dẫn trước đây được pha tạp nhẹ. Sau đó, các thiết bị đầu cuối được kết nối thích hợp qua hai đầu.

Một trong những vấn đề quan trọng trong cấu trúc cơ bản của điện trở phụ thuộc ánh sáng hoặc tế bào quang điện là điện trở vật liệu của nó.

Diện tích tiếp xúc của vật liệu điện trở được giảm thiểu để đảm bảo rằng khi thiết bị tiếp xúc với ánh sáng, nó sẽ trải qua sự thay đổi điện trở một cách hiệu quả. Để đạt được trạng thái này, phải đảm bảo rằng khu vực xung quanh của các điểm tiếp xúc được pha tạp nhiều, dẫn đến giảm điện trở trong khu vực nhất định.

Hình dạng của khu vực xung quanh của điểm tiếp xúc được thiết kế hầu hết ở dạng xen kẽ chữ số hoặc dạng zig zag.

Điều này cho phép tối đa hóa diện tích tiếp xúc cùng với việc giảm mức kháng giả, do đó dẫn đến việc tăng cường độ lợi bằng cách thu hẹp khoảng cách giữa hai tiếp điểm của các quang trở và làm cho nó nhỏ lại.

Cũng có khả năng sử dụng vật liệu bán dẫn như chất bán dẫn đa tinh thể lắng đọng nó trên chất nền. Một trong những chất nền có thể được sử dụng cho việc này là gốm. Điều này cho phép điện trở phụ thuộc ánh sáng có giá thành thấp.

Nơi sử dụng điện trở quang

Điểm hấp dẫn nhất của điện trở phụ thuộc ánh sáng hay điện trở quang là nó có giá thành rẻ và do đó được sử dụng rộng rãi trong nhiều thiết kế mạch điện tử.

Ngoài ra, các tính năng chắc chắn và cấu trúc đơn giản của chúng cũng mang lại cho chúng một lợi thế.

Mặc dù điện trở quang thiếu các tính năng khác nhau được tìm thấy trong điện trở quang và điốt quang, nó vẫn là lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Vì vậy, LDR đã liên tục được sử dụng trong một thời gian dài trong một loạt các ứng dụng như máy đo ánh sáng chụp ảnh, máy dò báo trộm và khói, đèn đường để điều khiển ánh sáng, đầu báo cháy và đầu đọc thẻ.

Yếu tố quyết định đặc tính của điện trở quang là loại vật liệu được sử dụng và do đó các đặc tính có thể thay đổi tương ứng. Một số vật liệu được sử dụng bởi các tế bào quang trở có hằng số thời gian rất dài.

Vì vậy, điều tinh túy là loại điện trở quang si được lựa chọn cẩn thận cho các ứng dụng hoặc mạch cụ thể.

Kết thúc

Điện trở phụ thuộc ánh sáng hoặc LDR là một trong những thiết bị cảm biến rất hữu ích có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau để xử lý cường độ ánh sáng. Thiết bị này rẻ hơn so với các cảm biến ánh sáng khác, nhưng nó có thể cung cấp các dịch vụ cần thiết với hiệu quả cao nhất.

Các mạch LDR được thảo luận ở trên chỉ là một vài ví dụ giải thích chế độ cơ bản của việc sử dụng LDR trong các mạch thực tế. Dữ liệu được thảo luận có thể được nghiên cứu và tùy chỉnh theo nhiều cách cho nhiều ứng dụng thú vị. Có một vài câu hỏi? Hãy thoải mái bày tỏ qua khung bình luận.