Fotorezistor

Fotorezistor (hovorovo tiež fotoodpor) je pasívna elektronická súčiastka, druh polovodičového fotodetektora. Jeho elektrický odpor klesá s rastúcou intenzitou dopadajúceho svetla (elektrická vodivosť rastie).

Princíp

Princíp fotorezistoru je založený na vnútornom fotoelektrickom jave: fotorezistor je vyrobený z polovodiča s vysokým elektrickým odporom. Ak fotón svetla dostatočne krátkej vlnovej dĺžky narazí do elektrónu vo valenčnom pásme atómu, odovzdá mu svoju energiu. Elektrón tak získa dostatok energie na prekonanie zakázaného pásma a preskočí z valenčného pásma do vodivostného. Tým opustí svoj atóm a pohybuje sa ako voľný elektrón v priestore kryštálovej mriežky. Na jeho mieste vznikla tzv. diera – voľné miesto s kladným nábojom. Takto vzniknuté voľné elektróny a diery vedú elektrický prúd a znižujú tak elektrický odpor osvetleného fotorezistoru.

Konštrukcia

Na polovodičovú základňu (najčastejšie Sulfid kademnatý – CdS, kremík, germánium) sú z protiľahlých strán nanesené vrstvičky kovu v tvare hrabličiek, vodivo spojené s vývodmi fotorezistoru, tvoriace prechod kov – polovodič. Vplyvom osvetlenia sa mení elektrická vodivosť polovodiča medzi kovovými vrstvičkami. Na fotorezistor(napr. J13 Series Lead Sulfide Detectors) zvlášť citlivý v infračervenej oblasti(vlnová dĺžka: 1-3.5 µm), s dobrou chemickou stálosťou a rýchlou odozvou na zmenu osvetlenia sa používal sírnik olovnatý(PbS).

Vlastnosti

Odpor fotorezistoru klesá v závislosti od intenzity osvetlenia približne exponenciálne, do istej miery je ale možné túto závislosť linearizovať.

V závislosti od použitého materiálu je možné fotorezistorom detegovať široké spektrum vlnových dĺžok – od infračerveného žiarenia, cez viditeľné svetlo až po ultrafialové žiarenie.

Výhody voči iným fotocitlivým súčiastkam:

dostatočná citlivosť (bežný CdS fotorezistor má v tme odpor rádu jednotiek MΩ, pri plnom osvetlení klesne na rádovo stovky Ω)
nízke výrobné náklady
jednoduché použitie v el. obvodoch
možnosť použitia v obvodoch jednosmerného aj striedavého prúdu

Nevýhody voči iným fotocitlivým súčiastkam:

pomalá odozva na zmenu intenzity osvetlenia (nie je použiteľný napr. na prenos dát)
veľká tepelná závislosť odporu
fotorezistory v prevádzke starnú

Použitie

Fotorezistory majú široké využitie pri meraní a regulácii v závislosti od intenzity osvetlenia, napr. v expozimetroch kamier a fotoaparátov, súmrakových spínačoch osvetlenia, regulátoroch jasu displejov a pod.

Využívajú sa tiež v obvodoch spätnej väzby v kompresoroch dynamiky, kde v kombinácii s malou osvetľovacou žiarovkou prípadne LED znižujú zisk zosilňovača v závislosti od intenzity signálu.

Pozri aj