Ánh sáng là một dạng bức xạ điện từ. Quang phổ điện từ được chia thành nhiều dải mà từ đó Ánh sáng thường đề cập đến Quang phổ nhìn thấy được. Nhưng trong vật lý, tia gamma, tia X, sóng vi ba và sóng vô tuyến cũng được coi là Ánh sáng. Quang phổ ánh sáng nhìn thấy có bước sóng trong khoảng 400-700 nanomet, nằm giữa quang phổ tia hồng ngoại và quang phổ tử ngoại. Ánh sáng mang năng lượng dưới dạng photon. Khi các photon này tiếp xúc với các hạt khác, năng lượng sẽ được chuyển do va chạm. Bằng cách tận dụng nguyên lý ánh sáng này, nhiều sản phẩm hữu ích như Điốt quang , Quang trở, tấm pin mặt trời, vv… đã được phát minh.

Một điện trở quang là gì?

Điện trở quang

“cách đấu dây sơ đồ công tắc hai chiều ”

Ánh sáng có bản chất lưỡng tính Sóng-hạt. Có nghĩa là ánh sáng vừa có bản chất hạt vừa có bản chất như sóng. Khi ánh sáng rơi vào chất bán dẫn vật chất, các photon có trong ánh sáng bị hấp thụ bởi các electron và chúng bị kích thích lên các dải năng lượng cao hơn.

Điện trở quang là một loại điện trở phụ thuộc vào ánh sáng, có thể thay đổi các giá trị điện trở của nó dựa trên ánh sáng chiếu vào nó. Các quang trở này có xu hướng giảm các giá trị điện trở của chúng khi tăng cường độ của ánh sáng tới.

Triển lãm photoresistors quang dẫn . Đây là những thiết bị ít nhạy cảm hơn so với điốt quang và bóng bán dẫn quang. Hiệu suất quang điện của một điện trở quang thay đổi theo sự thay đổi của nhiệt độ môi trường.

Nguyên tắc làm việc

Điện trở quang không có tiếp giáp P-N như điốt quang. Nó là một thành phần bị động. Chúng được tạo thành từ vật liệu bán dẫn điện trở cao.

Khi ánh sáng chiếu tới trên điện trở quang, các photon sẽ bị vật liệu bán dẫn hấp thụ. Năng lượng từ photon bị hấp thụ bởi các electron. Khi các điện tử này nhận đủ năng lượng để phá vỡ liên kết, chúng sẽ nhảy vào vùng dẫn. Do đó, điện trở của điện trở quang giảm. Khi điện trở giảm, độ dẫn điện tăng lên.

Tùy thuộc vào loại vật liệu bán dẫn được sử dụng cho điện trở quang, dải điện trở và độ nhạy của chúng khác nhau. Trong điều kiện thiếu ánh sáng, điện trở quang có thể có giá trị điện trở tính bằng megaohms. Và khi có ánh sáng, điện trở của nó có thể giảm xuống còn vài trăm ôm.

Các loại quang trở

Tùy thuộc vào các đặc tính của vật liệu bán dẫn được sử dụng để thiết kế một Điện trở quang, chúng được phân thành hai loại - Điện trở quang bên ngoài và bên trong. Các chất bán dẫn này phản ứng khác nhau trong các điều kiện bước sóng khác nhau.

Các tế bào quang trở bên trong được thiết kế bằng vật liệu bán dẫn bên trong. Các chất bán dẫn nội tại này có các hạt mang điện tích riêng. Không có điện tử tự do nào hiện diện trong vùng dẫn của chúng. Chúng chứa các lỗ trong vùng hóa trị.

Vì vậy, để kích thích các điện tử có trong chất bán dẫn nội tại, từ vùng hóa trị sang vùng dẫn, cần cung cấp đủ năng lượng để chúng có thể vượt qua toàn bộ vùng cấm. Do đó, chúng tôi yêu cầu các photon năng lượng cao hơn để kích hoạt thiết bị. Do đó, các quang trở bên trong được thiết kế để phát hiện ánh sáng tần số cao hơn.

Mặt khác, chất bán dẫn bên trong được hình thành bằng cách pha tạp chất bán dẫn bên trong với các tạp chất. Các tạp chất này cung cấp các điện tử hoặc lỗ trống tự do để dẫn điện. Các vật dẫn tự do này nằm trong vùng năng lượng gần vùng dẫn hơn. Do đó, một lượng nhỏ năng lượng có thể kích hoạt chúng nhảy vào vùng dẫn. Các quang trở bên ngoài được sử dụng để phát hiện ánh sáng có bước sóng dài hơn và tần số thấp hơn.

“đồng hồ kẹp hoạt động như thế nào ”

Cường độ ánh sáng cao hơn, điện trở giảm của điện trở quang càng lớn. Độ nhạy của quang trở thay đổi theo bước sóng của ánh sáng chiếu vào. Khi không có đủ bước sóng, đủ kích hoạt thiết bị, thiết bị sẽ không phản ứng với ánh sáng. Các chất quang điện trở bên ngoài có thể phản ứng với sóng hồng ngoại. Quang trở bên trong có thể phát hiện ra sóng ánh sáng tần số cao hơn.

Ký hiệu của điện trở quang

Ký hiệu điện trở quang

Quang trở được dùng để chỉ sự có hay không của ánh sáng. Nó cũng được viết là LDR. Chúng thường được tạo thành từ Cds, Pbs, Pbse, vv… Các thiết bị này rất nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ. Vì vậy, ngay cả khi cường độ ánh sáng được giữ không đổi, sự thay đổi điện trở có thể được nhìn thấy trong các quang trở.

Các ứng dụng của điện trở quang

Điện trở của điện trở quang là một hàm phi tuyến của cường độ ánh sáng. Quang trở không nhạy với ánh sáng như điốt quang hoặc quang trở. Một số ứng dụng của quang trở như sau:

Chúng được sử dụng làm cảm biến ánh sáng.
Chúng được sử dụng để đo cường độ ánh sáng.
Máy đo ánh sáng ban đêm và ánh sáng chụp ảnh sử dụng cảm biến quang.
Thuộc tính độ trễ của chúng được sử dụng trong máy nén âm thanh và cảm biến bên ngoài.
Quang trở cũng có thể được tìm thấy trong Đồng hồ báo thức, đồng hồ ngoài trời, đèn đường năng lượng mặt trời, v.v.
Thiên văn học hồng ngoại và Quang phổ hồng ngoại cũng sử dụng điện trở quang để đo vùng quang phổ hồng ngoại giữa.

Dự án dựa trên điện trở quang

Cảm biến quang đã là một thiết bị tiện dụng cho nhiều người yêu thích. Nhiều tài liệu nghiên cứu mới và các dự án điện tử dựa trên quang trở có sẵn. Quang trở đã được tìm thấy những ứng dụng mới trong lĩnh vực y tế, nhúng và thiên văn. Một số dự án được thiết kế sử dụng điện trở quang như sau:

Quang kế dựa trên điện trở quang, do sinh viên chế tạo và ứng dụng của nó trong phân tích pháp y thuốc nhuộm.
Tích hợp bộ nhớ điện trở hữu cơ tương thích sinh học và điện trở quang cho ứng dụng cảm biến hình ảnh có thể đeo được.
Định thời gian chụp ảnh bằng điện thoại thông minh.
Thiết kế và thực hiện mạch điều khiển kép quang acousto đơn giản.
Hệ thống phát hiện vị trí nguồn sáng.
Robot di động được bật bằng âm thanh và được điều khiển theo hướng bằng nguồn sáng bên ngoài.
Thiết kế hệ thống giám sát mã nguồn mở để phân tích nhiệt động lực học của các tòa nhà và hệ thống.
Thiết bị bảo vệ quá nhiệt.
Thiết bị phát hiện bức xạ điện từ.
Máy cắt cỏ hai trục tự động chạy bằng năng lượng mặt trời cho ứng dụng nông nghiệp.
Cơ chế cảm biến độ đục của nước sử dụng đèn LED cho hệ thống giám sát tại chỗ.
Bàn phím dạ quang cảm ứng ánh sáng được thiết kế sử dụng điện trở quang.
Khóa điện tử mới sử dụng mã morse dựa trên internet vạn vật.
Hệ thống đèn đường cho thành phố thông minh sử dụng quang trở.
Theo dõi các thiết bị can thiệp MRI với các điểm đánh dấu có thể tháo rời được điều khiển bằng máy tính.
Chúng được sử dụng trong rèm kích hoạt ánh sáng.
Cảm biến quang cũng được sử dụng để điều khiển độ tương phản và độ sáng tự động trong TV và điện thoại thông minh.
Để thiết kế các quang trở chuyển mạch điều khiển gần được sử dụng.

Do lệnh cấm cadmium ở Châu Âu, việc sử dụng các quang trở Cd và Cdse bị hạn chế. Cảm biến quang có thể dễ dàng thực hiện và giao tiếp với vi điều khiển.

Các thiết bị này có sẵn trên thị trường dưới dạng cảm biến IC. Chúng có sẵn như cảm biến ánh sáng xung quanh, cảm biến ánh sáng đến kỹ thuật số, LDR, v.v. Một số sản phẩm được sử dụng phổ biến là cảm biến ánh sáng OPT3002, cảm biến ánh sáng thụ động LDR, v.v. biểu dữ liệu được cung cấp bởi công cụ texas. Chúng ta có thể sử dụng điện trở quang để thay thế cho điốt quang không? Điều gì tạo nên sự khác biệt?