Резистор фото: Что такое резистор — Виды, типы, как измерить сопротивление

Содержание

Что такое резистор — Виды, типы, как измерить сопротивление

Что такое резистор

Резистор — это самый распространенный радиоэлемент, который используется в электронике. Я могу со 100% уверенностью сказать, что абсолютно на любой плате какого-либо устройства вы найдете хотя бы один резистор. Резистор имеет важное свойство — он обладает активным сопротивлением электрическому току. Существует также и реактивное сопротивление. Подробнее про реактивное и активное сопротивление.

Виды резисторов

Существует множество видов резисторов, которые используются в радио-электронной промышленности. Давайте разберем основные из них.

Постоянные резисторы

Постоянное резисторы выглядят примерно вот так:

Слева мы видим большой зеленый резистор, который рассеивает очень большую мощность. Справа —  маленький крохотный SMD резистор, который рассеивает очень маленькую мощность, но при этом отлично выполняет свою функцию. Про то, как определить сопротивление резистора, можно прочитать в статье маркировка резисторов.

Вот так выглядит  постоянный резистор на электрических схемах:

Наше отечественное изображение резистора изображают прямоугольником (слева), а заморский вариант (справа), или как говорят — буржуйский, используется в иностранных радиосхемах.

Вот так маркируются мощности на советских резисторах:

Далее мощность маркируется с помощью римских цифр. V — 5 Ватт, X — 10 Ватт, L  -50 Ватт и тд.

Какие еще бывают виды резисторов? Давайте рассмотрим самые распространенные:

20 ваттный стекловидный с проволочными выводами, 20 ваттный с монтажными лепестками,30 ваттный в стекловидной эмали, 5 ваттный и 20 ваттный с монтажными лепестками

1, 3, 5 ваттные керамические; 5,10,25, 50 ваттные с кондуктивным теплообменом

2, 1, 0.5, 0.25, 0.125 ваттные углеродной структуры;  SMD резисторы типоразмеров 2010, 1206, 0805, 0603,0402; резисторная SMD сборка, 6,8,10 выводные резисторные сборки для сквозного монтажа, резистор  в DIP корпусе

 

 

 

 

Переменные резисторы

Переменные резисторы выглядят так:

На схемах обозначаются так:

Соответственно отечественный и зарубежный вариант.

А вот  и их цоколевка (расположение выводов):

Переменный резистор, который управляет напряжением называется потенциометром, а который управляет силой  тока — реостатом. Здесь заложен принцип делителя напряжения и делителя тока соответственно. Различие между потенциометром и реостатом в схеме подключения самого переменного резистора. В схеме с реостатом в переменном резисторе соединяется средний и крайний выводы.

[quads id=1]

Переменные резисторы, у которых сопротивление можно менять только при помощи отвертки или шестигранного ключика, называются подстроечными переменными резисторами. У них есть специальные пазы для регулировки сопротивления (отмечены красной рамкой):

А вот  так  обозначаются подстроечные резисторы и их схемы включения в режиме реостата и потенциометра.

Термисторы

Термисторы — это резисторы на основе полупроводниковых материалов. Их сопротивление резко зависит от температуры окружающей среды. Есть такой важный параметр термисторов, как ТКС — тепловой коэффициент сопротивления. Грубо говоря, этот коэффициент показывает на сколько изменится сопротивление термистора при изменении температуры окружающей среды.

Этот коэффициент может быть как отрицательный, так и положительный.  Если ТКС отрицательный, то такой термистор называют термистором, а если ТКС положительный, то такой термистор называют позистором.  У термисторов  при увеличении температуры окружающей среды сопротивление падает. У позисторов с увеличением температуры окружающей среды  растет и сопротивление.

Так как термисторы обладают отрицательным коэффициентом (

NTC — Negative Temperature Coefficient — отрицательный ТКС), а позисторы положительным коэффициентом (РТС — Positive Temperature Coefficient — положительный ТКС), то и на схемах они будут обозначаться соответствующим образом.

Варисторы

Есть также особый класс резисторов, которые резко изменяют свое сопротивление при увеличении напряжения —  это варисторы. 

Это свойство варисторов широко используют от защиты перенапряжений в цепи, а  также от импульсных скачков напряжения. Допустим  у нас «скакануло» напряжение. Все это дело «чухнул» варистор и сразу же резко изменил сопротивление в меньшую сторону. Так как сопротивление варистора стало очень маленьким, то весь электрический ток сразу же начнет протекать через него, тем самым защищая основную цепь радиоэлектронного устройства. При этом варистор берет всю мощность импульса на себя и очень часто платит за это своей жизнью, то его выгорает наглухо

На схемах варисторы обозначаются вот таким образом:

Фоторезисторы

Большой популярностью также пользуются фоторезисторы. Они изменяют свое сопротивление, если на них посветить. В этих целях можно применять как солнечный свет, так и искусственный, например, от фонарика.

На схемах они обозначаются вот таким образом:

Тензорезисторы

Принцип действия их работы основан на растяжении тонких печатных проводников. При растяжении они становятся еще тоньше. Это все равно, что вытягивать жевательную резинку. Чем больше вы ее вытягиваете, тем тоньше она становится. А как вы знаете, чем тоньше проводник, тем бОльшим сопротивлением он обладает.

На схемах тензорезистор выглядит вот так:

Вот анимация работы тензорезистора, позаимствованная с Википедии.

Ну и как вы догадались, тензорезисторы используются в электронных весах, а также в различных датчиках, где применяется какое-либо давление, либо сила.

Как измерить сопротивление резистора

Любой резистор обладает сопротивлением. Кто не в курсе, что такое сопротивление и как оно измеряется, в срочном порядке читаем эту статью. Сопротивление измеряется в Омах. Но как же нам узнать сопротивление резистора? Есть прямой и косвенный методы.

Прямой метод он самый простой. Нам нужно взять мультиметр и просто замерять сопротивление резистора. Давайте рассмотрим, как все это выглядит. Я беру мультиметр, выставляю крутилку на измерение сопротивления и цепляюсь к выводам резистора.

измерение сопротивления

Резистор я брал на 1 кОм. Он мне показал 976 Ом, что в принципе тоже нормально, так как у таких резисторов всегда существует некая погрешность.

Косвенный метод измерения заключается в том, что мы будем рассчитывать сопротивление резистора через закон Ома.

формула сопротивления через закон Ома

Поэтому, чтобы узнать сопротивление резистора, нам надо напряжение на концах резистора поделить на силу тока, которая течет через резистор. Все довольно просто!

Допустим, я хочу узнать сопротивление нити накала лампочки, когда она источает свет. Думаю, некоторые из вас в курсе, что сопротивление холодной вольфрамовой нити и раскаленной — это абсолютно разные сопротивления. Я ведь не смогу измерить мультиметром в режиме измерения сопротивления раскаленную вольфрамовую нить лампы накаливания, так ведь? Поэтому, нам как нельзя кстати подойдет эта формула

Давайте же узнаем это на опыте. У меня есть лабораторный блок питания, который показывает сразу напряжение и силу тока, которая течет через нагрузку. Беру лампу, выставляю на блоке питания напряжение, которое написано на самой лампе и подключаю ее к клеммам блока питания.

лампа накаливания потребление тока

Итак, получается, что на выводах лампы сейчас напряжение 12 Вольт, а ток, который течет в цепи, а следовательно и через лампу  0,71 Ампер.

Получаем, что сопротивление раскаленной нити лампы в данном случае составляет

Последовательное и параллельное соединение резисторов

Все вышеописанные резисторы можно соединять параллельно или последовательно. При параллельном соединении выводы резисторов соединятся в общих точках.

В этом случае, чтобы узнать общее сопротивление всех резисторов в цепи, достаточно будет воспользоваться формулой, где сопротивление между точками А и В (RAB) и есть то самое R общее:

При последовательном соединении номиналы резисторов просто тупо суммируются

В этом случае

Хорошее видео по теме

 

 

Используйте калькулятор цветовой маркировки резисторов.

Похожие статьи по теме «резисторы»

Маркировка резисторов

Фоторезистор

RC цепь

Активное и реактивное сопротивление

Что такое сопротивление

Закон Ома

характеристики и обозначения на схемах

Основное целевое назначение этих изделий понятно из специфического названия. В переводе с латыни «resisto» означает «сопротивляюсь». Резисторы создают препятствие, которое используют для деления, прямого/ обратного преобразования тока и напряжения. Они способны выполнять функции рассеивателей избыточной энергии, ограничителей. Их правильное применение поможет создать работоспособные электрические схемы, предотвратит ошибки и лишние затраты при выполнении ремонтных операций.

В широком ассортименте на рынке представлены элементы для решения разных практических задач

Основные определения

Сопротивление резистора – главный, но не единственный важный параметр. При прохождении тока через проводник с определенным сопротивлением повышается температура. Соответственно, существенное значение имеет максимальная рассеиваемая энергия без разрушения изделия. В действующих ГОСТах предусмотрен диапазон по номинальной мощности – 0,01-500 Вт.

Важно! Зная номиналы, несложно вычислить допустимое напряжение по стандартной формуле: U = √P*R, где P – мощность, R – сопротивление.

Нагрев/ охлаждение резистора постоянного оказывают влияние на проводимость. Этот фактор учитывают с применением специального температурного коэффициента. Он индексирует относительное изменение базового сопротивления при повышении/ снижении температуры на 1 C.

Помехи оценивают по уровню тепловых и токовых шумов. Как правило, измерения выполняют в полосе частот 50-5000Гц с делением на две категории по уровню измеренного сигнала в мкВ на один Вольт:

Стандартные допуски (±) на резисторы установлены в процентах. Применяют следующие значения: 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30. Следует подчеркнуть, что такое распределение не подтверждает уровень качества. Для решения отдельных задач не нужен высокий класс точности. Выбор подходящих изделий позволит рациональным образом использовать имеющиеся денежные средства.

Виды резисторов: расчеты и применение

В простейшем исполнении элементы этой категории обладают определенным электрическим сопротивлением. С применением разных схем можно изменять рабочие параметры нужным образом.

Параллельное соединение

Расчеты для последовательного соединения

Если необходимо динамическое изменение электрических параметров при начальной регулировке или в процессе эксплуатации, резистор с типовым постоянным сопротивлением не подходит. В таких случаях применяют специализированные изделия.

Переменные и подстроечные резисторы, схема деления напряжения

Для защиты оборудования при подключении к источникам питания в соответствующие цепи устанавливают варисторы. Эти изделия отличаются нелинейными вольтамперными характеристиками. На их основе создают специализированные автоматические устройства отключения.

Так выглядят дисковые варисторы

Также выпускают специализированные элементы, сопротивление которых существенно зависит от изменения температуры, магнитного поля, интенсивности излечения в световом диапазоне волн, степени деформации. Специализированные изделия применяют в измерительной аппаратуре, для создания систем аварийной и охранной сигнализации.

Особые типы резисторов

Группа изделийОбласть примененияПримечания
ВысокоомныеДозиметрическая аппаратура, измерительные приборы улучшенной точностиДиапазон напряжения (рабочего) – от 250 до 350 V. В конструкциях применяют материалы с электрическим сопротивлением до 1012-1013 Ом
ВысоковольтныеГашение искр в электрических установках с высоким напряжением, делители, разрядники конденсаторовРабочее напряжение – до 60 kV. В конструкциях применяют материалы с электрическим сопротивлением до 1012 Ом
ВысокочастотныеРадиорелейная, передающая и приемная аппаратура, антенные узлы, аттенюаторы, локаторыПредназначены для работы с частотами более 5 МГц
ПрецизионныеТакие резисторы устанавливают в измерительной техникеПогрешность изделий – лучше 0,5%. Как правило, они рассчитаны на небольшую мощность

Обозначения на электрических схемах и маркировка

На чертежах резистор отмечают латинской буквой «R», порядковым номером, данными об электрическом сопротивлении. Если рядом добавляют звездочку «*», значит, номинал указан приблизительно. Точное значение подбирают в ходе настройки. Иногда соответствующий алгоритм рабочих операций приводят в сопроводительной документации.

Так обозначают на принципиальных схемах номинальную мощность резистора в Ваттах

Обозначения переменных резисторов разных модификаций

Специальные изделия: термисторы, варисторы и фоторезисторы

Поверхности миниатюрных резисторов с малой мощностью рассеивания недостаточно для размещения хорошо читаемой буквенно-цифровой информации. Для улучшения видимости вместо разделительных запятых (точек) указывают соответствующее сокращение. Надпись «5К2» обозначает электрическое сопротивление 5,2 кОм.

С учетом этого современные изделия предпочитают маркировать цветом. Чем больше количество полосок, тем выше класс точности.

Цветовая маркировка резисторов

Четвертой полоской обозначают температурный коэффициент. Пятой – надежность. Ее определяют лабораторными испытаниями. Проверяется количество отказов за 1 тыс. часов работы в номинальных условиях.

К сведению. Для поверхностной технологии монтажа применяют резисторы SMD-типа. В этом варианте для маркировки используют трех,- или четырехзначное обозначение на верхней видимой грани.

Особенности отдельных конструкций

Простейшие резисторы собирают из проволоки, которая обладает высоким удельным сопротивлением на единицу длины. Ее создают из нихрома, иных подходящих сплавов. Используют каркас для обеспечения прочности конструкции. В некоторых моделях устанавливают защитный слой, предотвращающий негативные внешние воздействия.

Проволочный резистор

На рисунке стрелкой отмечен центральный элемент. Перемещая его, можно изменить сопротивление. Винтом фиксируют нужное положение. Подобные конструкции рассчитаны на высокую мощность. Для отвода избыточного тепла добавляют торцевые отводы, которые присоединяют к специальным радиаторам.

Объективную оценку можно дать только с учетом недостатков. Проволочные резисторы отличаются высокой стоимостью. Проводник, установленный таким образом, образует паразитную емкость/ индуктивность. Также следует отметить значительные габариты.

Устраняют недостатки с применением пленочных технологий. Изделия этой категории создают на стеклянной или другой диэлектрической основе. Сверху наносят резистивный слой из однородных или композитных материалов. Финишное покрытие предотвращает проникновение влаги, механические воздействия.

Характеристика резистивных слоев

Тип резистивного слояОсобенностиПреимуществаНедостатки
УглеродистыйСлой создают при высокой температуре в условиях вакуумаСтабильность рабочих параметров, минимальные шумы, слабая зависимость от уровня напряжения и частотыСопротивление готовых изделий – не выше 10 МОм
Пленочные, окисныеПрименяют металлы (сплавы), которые наносят тонким слоем на основуУлучшенная стойкость к высокой температуре, широкий диапазон электрических сопротивлений, компактностьСравнительно небольшая стойкость к нагрузкам импульсного типа
КомпозиционныеИспользуют графит в смеси с органическими и другими связующими компонентамиСоздание изделий в любой форме без лишних трудностей. Демократичная стоимостьСопротивление изменяется в зависимости от напряжения. Существенный уровень шумов. Некоторые модели реагируют на изменение уровня влажности и температуры

С помощью представленных сведений несложно выбрать и применить подходящие резисторы для создания нового или ремонта старого устройства. Следует обратить внимание на изделия новых серий, которые при разумной стоимости обладают улучшенными техническими характеристиками.

Видео

Оцените статью:

Скупка резисторов, цены и фото, содержание драгметаллов в резисторах

Цены в каталоге действительны на 26.03.2022 г.
Под фотокаталогом находится полезная информация по разделу.

Скупка резисторов по высоким ценам

Компания «Астрея-Радиодетали» производит скупку резисторов по высоким ценам на постоянной основе. С регионами РФ работаем посредством услуг Почты России  — «почтовыми отправлениями».

Крупные партии радиодеталей  мы готовы купить на специальных условиях. Индивидуальный подход в ценообразовании при приёме радиодеталей действителен и для постоянных клиентов. Покупаем на постоянной основе следующие резисторы:

  • Новые, б/у и после демонтажа.
  • Определённых серий и годов выпуска.
  • Изготовленные в Советском Союзе.

Также мы купим другие радиодетали на лом в любом состоянии, которые содержат драгоценные металлы. Расчёт цены на резисторы производится в точной зависимости от маркировки и года выпуска и зависит от курса Лондонской биржи. Все содержания драгоценных металлов в различных резисторах нами давно изучены, поэтому наши специалисты с точностью рассчитают стоимость резистора при помощи маркировки, которая находится на самом корпусе резистора и при этом не надо его разбирать, что существенно экономит Ваше и наше время при покупке резисторов.

Также на нашем сайте в каталоге представлены фото самых распространенных резисторов и потенциометров, содержащих драгоценные металлы и актуальные цены на сегодня.

Для простоты в определении цены на резисторы и потенциометры изучите фотокаталог резисторов на сайте и потом сравните серии, цвет корпуса и номинальные характеристики сопротивления резисторов со своими деталями. К примеру, в резисторах серий ПП3-40, ПП3-41, ПП3-43 наличие символа «ромб» является одним из определяющих значений в определении цены на резистор. Также на цену влияет год выпуска радиодетали.

Резисторы СП3-39 необходимо разбирать, с медным бегунком не покупаем. Все другие резисторы с маркировкой, которая начинается с СП3-0, СП3-3, СП4-0 и так далее не покупаем. Резисторы МЛТ, ОМЛТ и подобные в настоящее время не покупаем.

В измерительных приборах резисторы, потенциометры и переключатели крепятся к самому корпусу прибора и не располагаются на платах. Как правило, демонтируют только платы с радиодеталями, а на эти детали не обращают внимания. Если же Вы не нашли свои резисторы в фотокаталоге на сайте, то присылайте фото на нашу электронную почту и менеджер-консультант даст Вам ответ по цене.

Если у Вас остались вопрос по резисторам, позвоните по телефону  +7 (925) 342-12-55 или напишите нам на электронную почту radioastreya-radiodetali.ru , все сообщения рассматриваются. С уважением к Вам, коллектив компании «Астрея-Радиодетали».

Какие бывают переменные резисторы?

Конструкция, обозначение и разновидности переменных и подстроечных резисторов

Если посмотреть на всё изобилие радиокомпонентов, которые используются в промышленности и радиолюбителями, то нетрудно заметить, что некоторые радиодетали могут изменять величину своего основного параметра.

К таким элементам относятся переменные и подстроечные резисторы, сопротивление которых можно менять.

Переменных резисторов выпускается очень большой ассортимент, как для обычных электронных схем, так и для схем использующих микромонтаж.

Все переменные и подстроечные резисторы подразделяются на проволочные и тонкоплёночные.

В первом случае на керамический стержень наматывается константановая или манганиновая проволока. Вдоль проволочной обмотки перемещается ползунковый контакт. За счёт этого меняется сопротивление между подвижным контактом и одним из крайних выводов проволочной обмотки.

Во втором случае на подковообразную пластину из диэлектрика наносится резистивная плёнка с определённым сопротивлением, а ползунок перемещается вращением оси. Резистивная плёнка – это тонкий слой углерода (проще говоря, сажи) и лака. Поэтому в описании к конкретной модели резистора в пункте тип проводника обычно пишут «углеродистое» или «углерод». Естественно, в качестве материала резистивного слоя могут применяться и другие материалы и вещества.

А чем подстроечные резисторы отличаются от переменных?

Подстроечные резисторы в отличие от переменных рассчитаны на гораздо меньшее число циклов перемещения подвижной системы (ползунка). Максимальное число для некоторых экземпляров, например, для высоковольтного резистора НР1-9А вообще ограничено 100.

Для переменных резисторов количество циклов может достигать 50 000 – 100 000. Этот параметр называют износоустойчивостью. При превышении этого количества надёжная работа не гарантируется. Поэтому применять подстроечные резисторы взамен переменных строго не рекомендуется – это сказывается на надёжности устройства.

Давайте взглянем на устройство тонкоплёночного переменного резистора марки СП1. На рисунке вы видите реальный переменный резистор, сопротивление которого 1 МОм (1 000 000 Ом).

А вот его внутреннее устройство (снята защитная крышка). Тут же на рисунке указаны основные конструктивные части.

Четвёртый вывод, который виден на первом изображении — это вывод металлической крышки, который служит электрическим экраном и обычно присоединяется к общему проводу (GND).

Подстроечный резистор имеет схожее конструктивное исполнение. Вот взгляните. На фото подстроечный резистор СП3-27б (150 кОм).

Подстройка сопротивления осуществляется регулировочной отвёрткой. Для этого в конструкции резистора предусмотрен паз.

Теперь, когда мы разобрались с устройством переменных и подстроечных резисторов, давайте узнаем, как они обозначаются на принципиальной схеме.

Обозначение переменных и подстроечных резисторов на принципиальных схемах.

  • Обычное изображение переменного резистора на принципиальной схеме.

    Как видим, оно состоит из обозначения обычного постоянного резистора и «отвода» — стрелочки. Стрелка с отводом символизирует средний контакт, который мы и перемещаем по поверхности из намотанного на каркас высокоомного провода или тонкоплёночному покрытию.

    Рядом с графическим изображением ставится буква R с порядковым номером в схеме. Также рядом указывается номинальное сопротивление (например, 100k — 100 кОм).

    Если переменный резистор включен в схему реостатом (подвижный средний вывод соединён с одним из крайних), то на схеме он может указываться с двумя выводами (на изображении это R2). На зарубежных схемах переменный резистор обозначается не прямоугольником, а зигзагообразной линией. На картинке это R3.

  • Переменный резистор, объединённый с выключателем питания.

    Используется в недорогой переносной аппаратуре. Сам переменный резистор, как правило, используется в цепи регулирования громкости звука, а поскольку он физически (но не электрически!) совмещён с выключателем, то при повороте ручки можно включить прибор и тут же отрегулировать громкость звука. До широкого внедрения цифровой регулировки громкости, такие комбинированные резисторы активно применялись в переносных радиоприёмниках.

    На фото — регулировочный резистор с выключателем СП3-3бМ.

    На фотографии чётко видна конструкция выключателя, который замыкает свои контакты при повороте дискового регулятора. Часто использовался в аудиоаппаратуре советского производства (например, в переговорных устройствах, радиоприёмниках и пр.).

  • Также в электронике применяются сдвоенные или объединённые переменные резисторы. У них подвижный контакт конструктивно объединён, и его перемещением можно менять сопротивление у двух или нескольких переменных резисторов одновременно.

    Такие резисторы частенько применялись в аналоговой аудиоаппаратуре как регулятор стерео баланса или один из резисторов многополосного эквалайзера. Число сдвоенных резисторов в эквалайзере высокого класса может достигать 20.

    В первом квадрате показано обозначение сдвоенного переменного резистора (R1.1; R1.2), который частенько используется в стереофонической аппаратуре. Во втором показано условное изображение на схеме счетверённого переменного резистора. Обратите внимание на буквенную маркировку (R1.1; R1.2; R1.3; R1.4).

    На принципиальных схемах объединённые резисторы обозначаются с использованием соединяющей пунктирной линии. Этим указывается то, что их подвижные контакты механически объединены на валу одной ручки-регулятора.

  • Обозначение подстроечного резистора.

    Подстроечный резистор на схеме обозначается аналогично переменному за одним исключением – у него нет стрелочки. Это говорит нам о том, что регулировка сопротивления производится либо единоразово при настройке электронной схемы, либо очень редко при профилактических работах.

Типы переменных и подстроечных резисторов.

Для того чтобы иметь представление обо всём многообразии переменных и подстроечных резисторов ознакомимся с фотографиями.

Неразборный переменный резистор.

Обычный переменный резистор широкого применения. Хорошо заметен тип: СП4 – 1, мощность 0,25 Ватт, сопротивление 100 кОм.

Резистор снизу залит эпоксидным  компаундом, то есть он неразборный и ремонту не подлежит. Этот тип очень надёжный, так как он выпускался для оборонной аппаратуры.

А это подстроечные резисторы СП3-16б. Резисторы СП3-16б предназначены для перпендикулярной установки на печатную плату, а мощность их составляет 0,125 Вт. Имеют линейную (А) функциональную характеристику. Как видим, их конструкция весьма добротна и надёжна.

Однооборотные непроволочные подстроечные резисторы.

Малогабаритный подстроечный резистор, который впаивается непосредственно в печатную плату бытовой аппаратуры. Он имеет очень маленькие размеры и на некоторых платах распаивается до десятка ему подобных.

На фото ниже показаны подстроечные резисторы СП3-19а (справа) мощностью 0,5 Вт. Материал резистивного слоя — металлокерамика.

Лакоплёночные резисторы СП3-38. Устройство их весьма примитивно.

Так как его корпус является открытым, то на поверхность оседает пыль, конденсируется влага, что и сказывается на надёжности такого изделия. Материал проводника — металлокерамика, а мощность невысока — около 0,125 Вт.

Подстройка таких резисторов осуществляется отверткой из диэлектрика во избежание короткого замыкания. В бытовой электронной аппаратуре найти их довольно легко.

Резисторы РП1-302 (на фото справа) и РП1-63 (слева).

Для подстройки сопротивления резисторов РП1-63 может потребоваться специальная отвёртка. Если приглядется, то паз под отвёртку имеет шестигранную форму. В отличие от СП3-38 такие резисторы имеют защищённый корпус. Это положительно сказывается на их надёжности.

Мощные проволочные подстроечные резисторы.

Здесь показан мощный 3-ёх ваттный проволочный резистор СП5-50МА.

Его корпус сделан просторным, чтобы к проводящему проволочному слою был приток воздуха для охлаждения. Если перевернуть резистор, то можно детально разглядеть его устройство в том числе и изоляционную планку на которой намотан высокоомный проводник.

Высоковольтные регулировочные резисторы.

Достаточно редкий экземпляр подстроечного резистора (НР1-9А). Ещё не так давно они стояли во всех кинескопных телевизорах и были завязаны в цепи регулировки высокого напряжения. Его сопротивление 68 МОм.  (Из телевизора я его, собственно, и вытащил, чтобы сфоткать и показать вам).

Сам по себе НР1-9А является набором керметных резисторов. Его рабочее напряжение 8500 В (это 8,5 киловольт!!!), а предельное рабочее напряжение составляет аж 15 кВ! Номинальная мощность – 4 Вт. Почему регулировочный резистор НР1-9А называют набором резисторов? Да потому, что он состоит из нескольких. Его внутренняя структура соответствует схеме из 3-ёх отдельных резисторов.

В современных кинескопных телевизорах они встраиваются прямо в ТДКС (Трансформатор диодно-каскадный строчный).

Ползунковые переменные резисторы.

В аудиоаппаратуре с аналоговым управлением часто применяются движковые регулировочные резисторы. Их ещё называют ползунковыми. Они широко использовались в электронных приборах для регулировки яркости, контрастности, громкости, тембра и др. Вот взгляните на их конструкцию.

Далее на фото показан ползунковый переменный резистор СП3-23а. Из маркировки следует, что мощность его составляет 0,5 Вт, а функциональная характеристика соответствует линейной зависимости (буква А). Сопротивление — 1кОм.

Также как и переменные резисторы с круговой движковой системой, ползунковые могут быть сдвоенные, например резистор СП3-23б (самый нижний на первом фото). В его составе два переменных резистора с общим подвижным контактом.

Подстроечные многооборотные резисторы.

Очень часто, особенно в специальной аппаратуре, применялись очень удобные и одно время совершенно дефицитные проволочные многооборотные подстроечные резисторы.

Выводы так же были жёсткие для впайки в уже готовые гнёзда, или выполненные из гибкого провода МГТФ, чтобы их можно было распаять в любые точки платы. От нуля до максимального сопротивления регулировочный винт под отвёртку нужно было повернуть ровно 40 раз. Этим достигалась очень высокая точность установки параметров схемы.

На фото показан многооборотный подстроечный резистор СП5-2А. Изменение сопротивления производится круговым перемещением подвижной контактной системы через червячную пару. За 40 полных оборотов можно изменить его сопротивление от минимального до максимального значения. Применяются резисторы СП5-2А в цепях постоянного и переменного тока, и рассчитаны на мощность 0,5 – 1 Вт (зависит от модификации). Износоустойчивость – от 100 до 200 циклов. Функциональная характеристика – линейная (А).

Более полную информацию по резисторам отечественного производства можно получить из справочника «Резисторы» под редакцией И.И. Четверткова и В.М. Терехова. В нём приведены данные практически по всем резисторам. Справочник вы найдёте здесь.

Ремонт переменного резистора.

Так как переменные резисторы – это электромеханическое изделие, то со временем они начинают портиться. Из-за износа проводящего слоя и ослабления прижима скользящего контакта они начинают плохо работать, появляется так называемый «шорох».

В большинстве случаев восстанавливать неисправный переменный резистор нет смысла, но бывают и исключения. Например, нужного для замены может просто не оказаться под рукой или же он может быть очень редкий. Так в некоторых микшерских пультах используются достаточно редкие и уникальные образцы. Найти замену им сложно.

В таком случае восстановить правильную работу переменного резистора можно с помощью обычного карандаша. Грифель карандаша состоит из графита – твёрдого углерода. Поэтому можно аккуратно разобрать переменный резистор, подогнуть ослабший скользящий контакт, а по проводящему слою несколько раз провести грифелем карандаша. Этим мы восстановим проводящий слой. Также не помешает смазать покрытие силиконовой смазкой. Затем резистор собираем обратно. Естественно, такой метод подходит лишь для резисторов с тонкоплёночным покрытием.

Честно говоря, простейший переменный резистор можно смастерить из простого карандаша, ведь грифель его сделан из углерода! А напоследок, давайте прикинем в уме, как это можно сделать.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Виды резисторов | joyta.ru

Виды резисторов. Резисторы являются наиболее часто используемыми компонентами электронных схем и устройств. Основное назначение резистора является поддержание заданных значений напряжения и тока в электронной цепи, на основе такого физического свойства как сопротивление. Единицей измерения сопротивления является Ом, от имени немецкого физика Георга Ома.

Работа резистора основана на законе Ома для участка цепи, который гласит, что напряжение на выводах резистора прямо пропорционально величине тока, протекающего через него.

Виды резисторов

В настоящее время существует несколько видов  резисторов. Вот некоторые из них:

  • Проволочные резисторы
  • Металлопленочные резисторы
  • Толстопленочные и тонкопленочные резисторы
  • Резисторы для поверхностного монтажа (SMD)
  • Резисторная сборка
  • Переменные резисторы
  • Специальные резисторы

Проволочные резисторы

Этот вид резисторов различаются по внешности и размера. Проволочные резисторы, как правило, изготавливают из длинного провода на основе сплавов, обычно хрома, никеля или сплава медно-никель-марганца. Этот вид резистора, пожалуй, один из самых старых видов. Проволочные резисторы имеют превосходные свойства, такие как высокие показатели мощности и низкие значения сопротивления. В процессе эксплуатации эти резисторы могут сильно нагреваться, и по этой причине их зачастую  помещают в металлический ребристый корпус для лучшего охлаждения.

Металлопленочные резисторы

Металлопленочные резисторы изготавливаются из оксида металла или в виде небольших керамических стержней с нанесением на них тонкого слоя металла.

Они похожи на углеродно-пленочные резисторы и их сопротивление регулируется за счет толщины слоя покрытия. Характерными свойствами металлопленочных резисторов можно считать их надежность, точность и стабильность. Эти резисторы могут быть изготовлены в широком диапазоне сопротивлений (от нескольких Ом до МОм). Номинал сопротивлений резисторов наносится на корпус в буквенно-цифровом виде или в виде цветовой маркировке.

Толстопленочные и тонкопленочные резисторы

Тонкопленочные резисторы изготавливаются путем напыления определенного резистивного материала на изоляционной подложке (методом вакуумного напыления) и поэтому их стоимость значительно выше, чем стоимость толстопленочных резисторов. Толщина резистивного элемента этих резисторов составляет приблизительно 1000 Ангстрем. Тонкопленочные резисторы имеют лучший температурный коэффициент сопротивления, низкую емкость, малую паразитную индуктивность и низкий уровень шума.

Эти резисторы являются предпочтительными для устройств на основе СВЧ, где требуется высокая точность и стабильность.

Обычно толстопленочные резисторы изготавливаются путем смешивания порошкового стекла с органическим связующим. Отклонение сопротивления от номинала у подобных резисторов составляет от 1% до 2%. Толстопленочные резисторы широко используются в качестве недорогих резисторов.

Резисторы для поверхностного монтажа (SMD)

Резисторы для поверхностного монтажа бывают различных размеров и форм. Они сделаны путем нанесения пленки резистивного материала и не имеют достаточно места для нанесения цветовой маркировки резисторов вследствие малого размера. Поэтому маркировка smd резисторов состоит только из 3 или 4 цифр.

Резисторная сборка

Резисторная сборка представляют собой комбинацию сопротивлений, которые дают одинаковые значения для всех выводов. Эти резисторы изготавливаются в виде одиночного и сдвоенного пакета. Резисторная сборка широко используются в таких схемах, как АЦП (аналого-цифровые преобразователи) и ЦАП (Цифро-аналоговый преобразователь) в качестве подтягивающих резисторов.

Переменные резисторы

Наиболее часто используемые типы переменных резисторов являются потенциометры и подстрочные резисторы. Эти резисторы имеют три вывода, сопротивление между двумя крайними выводами имеет постоянное значение, а третий вывод связан с подвижным контактом и играет роль своеобразного делителя напряжения. Данный тип резистора в основном используется для настройки чувствительности датчиков и в качестве делителя напряжения.

 Если же соединить центральный вывод с одним из крайних выводов, то получится переменный резистор.

Фоторезистор (LDR)

Фоторезистор является очень полезным радиоэлементом в различных электронных схемах, например, в схемах управления уличным освещением, в электронных часах, будильниках. Когда резистор не освещен, его сопротивление очень высокое (около 1 МОм) и если же фоторезистор осветить, то его сопротивление падает до нескольких кОм.

Эти резисторы бывают разных форм и цветов. В зависимости от внешнего освещения, эти резисторы используются, для того чтобы включать или выключать устройства.

К специальным резисторам также можно отнести терморезисторы (термисторы и позисторы) и варисторы.

Фоторезисторы. Виды и работа. Применение и особенности

Фоторезисторы — это резисторы, у которых меняется сопротивление в зависимости от действия света на светочувствительную поверхность. Сопротивление не зависит от величины напряжения, в отличие от обычного резистора.

Фоторезисторы

В основном фотосопротивления применяются для индикации или отсутствия света. В полной темноте сопротивление фоторезистора имеет большую величину, достигающую иногда до 1 мегаома. При воздействии на датчик (чувствительную часть фоторезистора) светового потока, его сопротивление в значительной степени снижается, и зависит от интенсивности освещенности. Величина сопротивления при этом может упасть до нескольких Ом.

Длина световой волны оказывает влияние на чувствительность фотосопротивления. Они применяются в различных устройствах, но не являются такими популярными, как фототранзисторы и фотодиоды. В некоторых зарубежных странах запрещено применение фотосопротивлений, так как в них содержится кадмий или свинец, вредные по экологическим требованиям.

Быстродействие фоторезисторов незначительное, поэтому они действуют только на низких частотах. В новых конструкциях устройств фоторезисторы редко применяются. Их можно встретить в основном при ремонте старых устройств.

Для проверки фотосопротивления к нему подключают мультитестер. Без света его значение сопротивления должно быть значительным, а при его освещении оно сильно падает.

 
Виды и принцип действия
По материалам изготовления фоторезисторы делятся на виды:
  • С внутренним фотоэффектом.
  • С внешним фотоэффектом.

При изготовлении фотосопротивлений с внутренним фотоэффектом применяют нелегированные вещества: германий или кремний.

При попадании на чувствительную часть фотоны воздействуют на электроны и заставляют их двигаться в зону проводимости. В итоге в материале возникает значительное число электронов, вследствие чего повышается электропроводность, а значит и снижается сопротивление.

Фоторезисторы с возникновением внешнего фотоэффекта изготавливают из смешанных материалов, в которые входят легирующие добавки. Эти вещества создают обновленную энергетическую зону сверху валентной зоны, насыщенной электронами, нуждающимися в меньшем количестве энергии для осуществления перехода в проводимую зону, с помощью энергетической щели малого размера. В результате фотосопротивление становится чувствительным к разной длине световой волны.

Несмотря на вышеописанные особенности этих видов, оба вида снижают сопротивление при освещении. При повышении интенсивности освещения снижается сопротивление. Поэтому, получается обратная зависимость сопротивления от света, причем нелинейная.

На электрических схемах фотосопротивления обозначаются:
 
Чувствительность и длина световой волны

Длина волны света оказывает влияние на чувствительность фотосопротивления. Если величина длины световой волны выходит за пределы диапазона работы, то освещенность уже не оказывает влияния на такой резистор, и он становится нечувствительным в этом интервале длин световых волн.

Разные материалы обладают различными спектральными графиками отклика волны. Фотосопротивления с внешней зависимостью чаще всего используются для значительной длины волны, с приближением к инфракрасному излучению. При эксплуатации светового резистора в этом диапазоне следует быть осторожным, во избежание чрезмерного нагрева, который влияет на показания измерения сопротивления в зависимости от степени нагревания.

Чувствительность фотосопротивления

Фоторезисторы обладают меньшей чувствительностью, по сравнению с фототранзисторами и фотодиодами, которые являются полупроводниковыми приборами, с управлением заряженными частицами от светового луча, посредством р-n перехода. У фотосопротивлений нет полупроводникового перехода.

При нахождении интенсивности света в стабильном диапазоне, сопротивление фоторезистора может все равно меняться в значительной степени из-за изменения величины температуры, так как она также оказывает большое влияние на сопротивление. Это свойство не позволяет использовать фоторезистор для измерения точной интенсивности света.

Инертность

Еще одним уникальным свойством обладает фотосопротивление. Оно состоит в том, что существует время задержки между изменением сопротивления и освещения, что называется инертностью прибора.

Для значительного падения сопротивления от воздействия луча света необходимо затратить время, равное около 10 миллисекунд. При обратном действии для восстановления значения сопротивления понадобится около 1 секунды.

Благодаря этому свойству такой резистор не применяется в устройствах с необходимостью учета резких скачков освещенности.

Свойства и конструктивные особенности

Фотопроводность впервые обнаружили у элемента Селена. Затем были найдены и другие материалы с подобными свойствами. Фоторезисторы из сульфида кадмия являются наиболее популярными и имеют обозначение СDS-фоторезистора. Сегодня фотосопротивления производятся и из антимонида индия, сульфида свинца, селенида свинца.

Для производства фотосопротивлений из сульфида кадмия, порошок высокой степени очистки смешивают с веществами инертного действия. Далее, смесь спрессовывают и спекают.

На основание с электродами в вакууме напыляют светочувствительный слой в форме извилистой дорожки. Далее, это напыленное основание размещают в пластиковую или стеклянную оболочку, во избежание предотвращения попадания пыли и грязи на чувствительный элемент.

Спектральный график отклика чувствительного сульфида кадмия сочетается с временем отклика глаза человека. Длина волны света наибольшей чувствительности равна 600 нанометров. Это соответствует видимому спектру. Устройства с содержанием кадмия или свинца запрещены во многих зарубежных странах.

Сфера использования фоторезисторов

Такой вид светочувствительных сопротивлений применяется в виде датчиков света, если необходимо определять отсутствие или наличие света, либо фиксацию значения интенсивности освещения. Таким примером служит автоматическая система включения освещения улиц, а также работа фотоэкспонометра.

Световое реле для освещения улиц

В виде примера на схеме изображено уличное фотореле освещения. Эта система включает освещение улиц в автоматическом режиме, при наступлении темного времени суток, и отключает его при наступлении светлого времени. Такую схему можно применять для любых автоматических систем освещения.

При падении луча света на фоторезистор, его сопротивление снижается, становится значительным падение напряжения на переменном сопротивлении R2, транзистор VТ1 открывается. Коллектор этого транзистора соединен с базой VТ2 транзистора, который в это время закрыт, и реле отключено. При наступлении темноты сопротивление фоторезистора повышается, напряжение на переменном сопротивлении снижается, а транзистор VТ1 закрывается. Транзистор VТ2 открывается и выдает напряжение на реле, подключающее лампу освещения.

Похожие темы:

Резисторы – RoboCraft

Резистор — самая простая и распространённая радиодеталь. Фактически это просто проводник с точно известным сопротивлением(маркированный и с выводами). Нужен он для выполнения закона ома=)

То есть, для ограничения тока. Если простым языком — чтоб тока больше чем надо, куда надо не пошло, а лишний улетел в тепло =)
Но из этого нехитрого назначения, столько всего полезного получается, что ниже вышла, просто неприличных размеров, простыня=)

На схемах обозначается, по отечественному — прямоугольничком, по зарубежному — угловатой пружинкой:

Номиналы
Основной параметр резистора — его сопротивление (их часто так и называют — “сопротивление”), измеряется оно в Омах(Ом, Ω ), если омов больше тысячи, то в КилоОмах (Ком, К), а если перевалили за миллион — в мегаомах (Мом).

Чтоб не говорить «пятнадцать тысяч ом» или не рисовать нули, говорят 15 кило ом.
Как граммы-килограммы=)

Значений сопротивлений резисторов (говорят «номиналов») не бесконечное множество — есть стандартные ряды значений. Так что не надо искать резистор 321ом — вряд ли найдёте, хотя в природе он наверное есть=) Но если вам срочно нужен именно он, то есть два выхода — простроечные-переменные резисторы (см ниже) или несколько соединённых резисторов.

Соединение резисторов
Соединять можно последовательно:

При этом сопротивления сложатся.

Ещё полезно знать(понимать), что ток через все последовательно соединённые резисторы будет одинаковый, а вот всё приложенное к ним напряжение поделится пропорционально сопротивлениям, согласно всё тому же закону Ома:

говорят — «на резисторе падает напряжение» На этом принципе строятся делители напряжения и шунты (см ниже).

А можно параллельно, тогда сопротивление цепочки уменьшится:

Проще параллелить одинаковые резисторы — общее сопротивление будет равно сопротивлению одного делённому на количество.

Тут тоже полезно знать(понимать), что при параллельном соединении напряжения на всех резисторах равны, а токи поделятся:

Старый немец Георг Ом рулит в электронике, ага=)

Ну и зачем они нужны?
В цифровой технике резисторы используются в основном для «подтяжки» — например подать на порт МК единичку(напр. питания), пока кнопка не нажата. Собственно резистор тут нужен не столько для подтяжки, сколько для ограничения тока, когда кнопку нажмут, ведь если его не будет — выйдет короткое замыкание:

Ещё часто светодиоду нужно ток ограничить:

Для обоих этих целей большого разнообразия номиналов не требуется:
Для подтяжки вообще не важно конкретное значение, скорее порядки — можно смело ставить единицы-десятки килоом.
Для светодиода, тоже необязательно выбирать резистор с точностью до 10ом — главное что бы ток был ниже номинального (см документацию, обычно — 20мА), а разница в свечении, скажем с 470ом и с 100ом весьма незначительна.

Второй вариант применения резисторов, как мы уже упомянули — делители напряжения(подробнее):

С помощью этой нехитрой схемы, применяя постоянные резисторы, можно измерять напряжения превышающие напряжения питания вашего контроллера— например контролировать заряд батареи.

А если подать на такую цепочку известное напряжение(стабилизированное напряжение питания, например) можно будет измерить сопротивление резистивного датчика, например фото- или терморезистора:

То есть померить температуру или узнать освещённость.

Кстати, обратите внимание на такую закономерность — если значок детали перечёркнут линией с «полкой» а на полке стоит значок какой-нибудь физической величины — то деталь эта чувствительна к этой самой величине. Например — тензорезистор, термистор, варистор. А если две стрелочки снаружи на деталь смотрят — то это неравнодушность к свету означает — фоторезистор например.

Мы уже сто раз сказали, что на резисторе падает напряжение пропорциональное его сопротивлению, но так же зависит это напряжение и от тока текущего через этот резистор. А значит зная сопротивление резистора и измерив напряжение на нём, можно измерить ток.
Например выяснить какой ток у нас потребляет двигатель и сделать вывод — буксуем, едем или застряли окончательно:

Тут тоже стоит обратить внимание на несколько вещей.
Во первых внутри значка резистора появились чёрточки — это так мощность любители ГОСТов обозначают.
На нерусских схемах просто рядом с резистором пишут, например — 5W.
Второй момент, это сопротивление нашего измерительного резистора (такой резистор называют «шунт»)
Оно довольно мало — это что бы не тратить зря энергию — мы же только измерить ток хотим, а не ограничить его — маршевым двигателям нужна вся доступная нам мощность! Да и выделится эта энергия исключительно в виде тепла:

Так что при неправильном расчёте/подборе вместо шунта(да кстати и вместо делителя и вместо балластного резистора) выйдет кипятильник.
А если мощность выделяемая на резисторе значительно превысит его рассеиваемую мощность — он зловонно сгорит:

Мощность стандартных современных резисторов — 1/4 вата (0,25вт).

0,25Вт это конечно не очень много, но тут дело ещё и в размере нагреваемой детали. 30Вт-ный паяльник греет довольно массивное жало градусов до 300 и бодро плавит не иллюзорные количества припоя. А для такой мелочи как резистор, хватит и полувата, что бы оставить вам на память о себе ожог.

Для шунтов применят резисторы мощностью в единицы-десятки ват:

Если мерить надо жуткие десятки-сотни ампер то на резисторы уже не размениваются, а ставят, собственно шунты:

(Фотка из вики)
А в народе применяют куски нержавейки, вольфрамовых электродов, отрезки нихрома и т.п.=)

Используя всё прочитанное, нетрудно догадаться, что вместо дефицитного, мощного, малоомного резистора можно поставить параллельно, например, десяток четверть-ватных одноомоников. Сопротивление их поделится на 10, а мощность этой колбасы вырастет в 10 раз(токи же поделятся).
Выйдет 0,1ома, 4Вт — вполне себе шунт на 0,5-6А.

Переменные и подстроечные резисторы
Вроде с постоянными резисторами справились. Осталось коротко отметить, что в случаях когда вам надо плавно чего-то настраивать/регулировать — громкость, яркость, задержку какую-нибудь — вам надо сообщить о своих намерениях контроллеру. Сделать это проще всего(в случае ардуины) изменением напряжения на его аналоговом входе. Перетыкать постоянные резисторы в делителе не очень удобно, поэтому лучше использовать переменный резистор:

Средний вывод(бегунок) — подвижный, механически связан с ручкой и перемещается по резистивной дорожке, подключенной к крайним выводам — её сопротивление — и есть номинал переменного резистора.
Поворачивая ручку вы меняете длину (а значит и сопротивление) участка дорожки между крайним выводом и бегунком. В среднем положении сопротивления левого и правого участков (говорят плечей) равны, в крайних положениях движок соединяется с соответствующим крайним выводом:

Так что в руках у нас готовый регулируемый делитель=)
Такое включение называют «потенциометр«(иногда и сам пер. резистор так называют), можно использовать не только для взаимодействия пользователя и девайса, но и для контроля положения (угла поворота), чего-нибудь как например в сервах. Только не стоит забывать об ограниченном ресурсе резистивной дорожки(стирается) и невысокой нагрузочной способности(механической) вала — см в конце.
Используя только одно плечо можно получить регулируемое сопротивление — такое включение называют «реостат».
Иногда, оставшуюся не подключённой ногу, замыкают на среднюю — что бы в воздухе не болталась — помехи не ловила.

Ещё важное наблюдение по условным обозначениям — если вы видите значок детали перечёркнутый стрелочкой — значит он регулируемый — его значение можно менять.

Но если крутить надо не беспрестанно, а только несколько раз за время эксплуатации девайса — торчащий вал может быть не удобен — место занимает, да и зацепить его можно, сбив тонкую настройку. В таких случаях применяют подстроечные резисторы (подстроечники, триммеры). Там всё тоже самое только вместо вала — шлиц под отвёртку:

Обозначаются, если по-честному, не со стрелочкой, а с этаким молоточком:

Вообще если уведите подобный молоточек на обозначении какой-либо детали — это подстрочный элемент — возможна регулировка.(ага, символ настройки — молоток=)

Маркировка
Со всеми вариантами обозначений и применений разобрались, осталось выяснить как выбрать нужный резистор из кучки для втыкания в девайс, собираемый по схеме.
Раньше, отечественные резисторы маркировались человеко-понятными надписями(вот прям так и писали «1кОм»), и всем было хорошо. Но монтажники-вредители имеют обыкновение втыкать их в плату как попало и надпись часто оказывалась не видна, или неумолимая агрессивная среда, порой уничтожала именно сторону с надписью. А ремонтники-сервисники потом рыдали, пытаясь выяснить сопротивление умершего резистора. В общем всё это, в конце концов, привело к появлению полосатых резисторов. Теперь как ни воткни — маркировка всегда видна, а вредоносной среде стало значительно сложнее стереть цветные кольца до полной не читаемости.
Вот только в мирных условиях отсутствия монтажников и едких растворителей, читать этот весёлый ГАИ-шный микрожезл, стало затруднительно=\ Или в таблицу глядеть или учить/запоминать или тестером тыкать. Что делать — прогресс.

Можно попробовать сочинить какую-нибудь мнемо-считалочку для запоминания. Тем более что в середине таблицы цвета расположены в классическом радужно-спектральном порядке: Каждый Охотник Желает Знать где Сидит Фазан.
Ещё можно воспользоваться ворохом программ на все возможные операционки и платформы. А некоторые из них могут сделать почти всё за вас=)
Так же встречается на переменных, подстроечных, и SMD — резисторах маркировка тремя (для особо точных — четырьмя) циферками — без букавок. Принцип тот же что и в цветовой маркировке: первые две(три) цифры — значение, последняя — степень десятки на которую это значение умножается. По простому — берём первые цифры и рисуем к ним количество ноликов указанное последней цифрой — получилось сопротивление в омах. Лишние нули переводим в десятичные приставки — кило- или мега-.

Если кто не в курсе — приставка кило- означает тысячу(применяя её, отбрасываем 3 нолика), мега- миллион (применяя её, отбрасываем 6 ноликов)

И напоследок пара моих любимых бородатейших баянов по сабжу:

Фоторезистор | Типы резисторов | Руководство по резисторам

Что такое фоторезисторы?

Фоторезисторы, также известные как светочувствительные резисторы (LDR), представляют собой светочувствительные устройства, которые чаще всего используются для индикации наличия или отсутствия света или для измерения интенсивности света. В темноте их сопротивление очень велико, иногда до 1 МОм, но когда датчик LDR подвергается воздействию света, сопротивление резко падает, вплоть до нескольких Ом, в зависимости от интенсивности света.LDR имеют чувствительность, которая зависит от длины волны применяемого света, и являются нелинейными устройствами. Они используются во многих приложениях, но эта светочувствительная функция часто выполняется другими устройствами, такими как фотодиоды и фототранзисторы. Некоторые страны запретили LDR из свинца или кадмия из соображений экологической безопасности.

Светозависимый резистор (фоторезистор) Определение

Фоторезисторы — это светочувствительные резисторы, сопротивление которых уменьшается по мере увеличения интенсивности света, воздействующего на них.

Характеристики

Типы фоторезисторов и рабочих механизмов

В зависимости от используемых материалов фоторезисторы можно разделить на два типа: внутренние и внешние. В собственных фоторезисторах используются нелегированные материалы, такие как кремний или германий. Фотоны, попадающие на прибор, возбуждают электроны из валентной зоны в зону проводимости. Это создает больше свободных электронов в материале, которые могут проводить ток, и, следовательно, меньшее сопротивление. Внешние фоторезисторы изготавливаются из материалов, легированных примесями, также называемыми примесями.Легирующие примеси создают новую энергетическую зону над существующей валентной зоной, заполненную электронами. Этим электронам требуется меньше энергии для перехода в зону проводимости благодаря меньшей энергетической щели. В результате получается устройство, чувствительное к разным длинам волн света. Несмотря на это, оба типа будут демонстрировать снижение сопротивления при освещении. Чем выше интенсивность света, тем больше падение сопротивления. Следовательно, сопротивление LDR является обратной нелинейной функцией интенсивности света.

Зависимость от длины волны

Чувствительность фоторезистора зависит от длины волны света. Если длина волны находится за пределами определенного диапазона, это никак не повлияет на сопротивление устройства. Можно сказать, что LDR не чувствителен в этом диапазоне длин волн света. Различные материалы имеют разные уникальные спектральные кривые зависимости длины волны от чувствительности. Внешние светозависимые резисторы обычно предназначены для более длинных волн света с тенденцией к инфракрасному (ИК).При работе в ИК-диапазоне необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать накопления тепла, которое может повлиять на измерения, изменяя сопротивление прибора из-за теплового воздействия. На приведенном здесь рисунке представлена ​​спектральная характеристика фотопроводящих детекторов, изготовленных из различных материалов, с рабочей температурой, выраженной в градусах Кельвина и указанной в скобках.

 

Чувствительность

Светозависимые резисторы имеют более низкую чувствительность, чем фотодиоды и фототранзисторы.Фотодиоды и фототранзисторы — это настоящие полупроводниковые устройства, которые используют свет для управления потоком электронов и дырок через PN-переходы, в то время как светозависимые резисторы являются пассивными компонентами без PN-перехода. Если интенсивность света поддерживается постоянной, сопротивление может значительно меняться из-за изменений температуры, поэтому они также чувствительны к изменениям температуры. Это свойство делает LDR непригодными для точных измерений интенсивности света.

Задержка

Еще одно интересное свойство фоторезисторов заключается в том, что между изменениями освещенности и изменениями сопротивления существует временная задержка.Это явление называется скоростью восстановления сопротивления. Обычно для полного падения сопротивления требуется около 10 мс при включении света после полной темноты, в то время как для возврата сопротивления к начальному значению после полного отключения света может потребоваться до 1 секунды. По этой причине LDR нельзя использовать там, где необходимо регистрировать быстрые колебания света или использовать их для приведения в действие управляющего оборудования. Но то же самое свойство временной задержки используется в некоторых других устройствах, таких как аудиокомпрессоры, где функция светозависимого резистора заключается в сглаживании отклика.

Конструкция фоторезисторов

После открытия фотопроводимости селена было обнаружено много других материалов, зависящих от света. В 1930-х и 1940-х годах PbS, PbSe и PbTe изучались после разработки фотопроводников из кремния и германия. Современные светочувствительные резисторы изготавливаются из сульфида свинца, селенида свинца, антимонида индия и чаще всего из сульфида и селенида кадмия. Популярные типы сульфида кадмия часто обозначаются как фоторезисторы CdS.Для изготовления ЛДР сульфида кадмия смешивают высокоочищенный порошок сульфида кадмия и инертные связующие. Эта смесь затем прессуется и спекается. Электроды вакуумно напыляются на поверхность одной стороны, образуя чередующиеся гребенки, и подключаются соединительные провода. Затем диск помещают в стеклянную оболочку или заключают в прозрачную пластиковую капсулу, чтобы предотвратить загрязнение поверхности. Кривая спектрального отклика сульфида кадмия соответствует кривой человеческого глаза. Длина волны пиковой чувствительности составляет около 560-600 нм, что находится в видимой части спектра.Следует отметить, что устройства, содержащие свинец или кадмий, не соответствуют требованиям RoHS и запрещены к использованию в странах, которые соблюдают законы RoHS.

Типичные области применения фоторезисторов

Фоторезисторы

чаще всего используются в качестве датчиков освещенности. Они часто используются, когда требуется определить наличие и отсутствие света или измерить интенсивность света. Примерами являются ночные огни и фотометры. Интересным применением светозависимых резисторов для любителей является робот, следующий по линии, который использует источник света и два или более LDR для определения необходимого изменения курса.Иногда они используются в других сенсорных приложениях, например, в звуковых компрессорах, потому что их реакция на свет не является мгновенной, и поэтому функция LDR состоит в том, чтобы ввести задержанный отклик.

 

Пример цепи датчика освещенности

 

Датчик освещенности

Если необходим базовый датчик освещенности, можно использовать схему LDR, подобную той, что показана на рисунке выше. Светодиод загорается, когда интенсивность света, достигающего резистора LDR, достаточна.Переменный резистор 10 кОм используется для установки порога, при котором светодиод включится. Если свет LDR ниже пороговой интенсивности, светодиод останется в выключенном состоянии. В реальных приложениях светодиод можно заменить реле или выход можно подключить к микроконтроллеру или другому устройству. Если нужен датчик темноты, в котором светодиод загорается при отсутствии света, LDR и два резистора 10 кОм следует поменять местами.

Аудио компрессоры

Аудиокомпрессоры — это устройства, которые уменьшают коэффициент усиления аудиоусилителя, когда амплитуда сигнала превышает установленное значение.Это делается для усиления тихих звуков и предотвращения клиппирования громких звуков. В некоторых компрессорах используется LDR и небольшая лампа (светодиодная или электролюминесцентная панель), подключенная к источнику сигнала, для изменения усиления сигнала. Некоторые считают, что этот метод придает сигналу более плавные характеристики, потому что время отклика света и резистора смягчает атаку и восстановление. Задержка времени отклика в этих приложениях составляет порядка 0,1 с.

Обозначение светозависимого резистора

Следующий символ используется для обозначения светочувствительных фоторезисторов в соответствии со стандартом IEC.Иногда символ резистора обведен кружком со стрелками вне круга.

Символ фоторезистора (стандарт IEC)

Фоторезисторы — обзор | ScienceDirect Topics

5.1 Физические принципы

Интенсивность света можно измерять с помощью фотодетекторов, таких как фотодиоды, фоторезисторы [50] или фототранзисторы [51]. Фотодиоды и фототранзисторы обеспечивают ток стока и коллектора-эмиттера соответственно, пропорциональный силе света, а фоторезисторы изменяют свое сопротивление пропорционально силе света.

Для измерения энергетической освещенности можно также использовать солнечный элемент. В технических описаниях солнечных элементов приводятся значения напряжения холостого хода и тока короткого замыкания при различных уровнях освещенности для их характеристики. Ток короткого замыкания (уравнение (16)) пропорционален освещенности, и поэтому его можно использовать для его измерения. Ток короткого замыкания измеряется шунтирующим резистором. Изменения температуры очень слабо влияют на ток короткого замыкания и ими можно пренебречь [52].Более того, если одновременно проводить измерения напряжения холостого хода, можно оценить максимальную выходную мощность солнечного элемента, как будет объяснено позже.

Ток короткого замыкания I sc — это ток, отдаваемый солнечным элементом, когда его напряжение равно нулю. Напряжение холостого хода В oc — это напряжение, выдаваемое солнечным элементом без нагрузки. Существует точка, называемая точкой максимальной мощности P MPP , где мощность, отдаваемая солнечным элементом, максимальна, что соответствует напряжению V MPP и току I MPP .Более интересными, чем ток и мощность, являются ток и мощность на единицу площади, плотность тока и мощности соответственно [53], чтобы сравнить поведение нескольких клеток с разными площадями. На рисунках 20 и 21 показаны плотность тока как функция напряжения (J-V) и плотность мощности как функция напряжения (S-V), типичные кривые, соответственно, для различных уровней излучения солнечного элемента.

Рис. 20. Кривые зависимости плотности тока от напряжения для типичного монокристаллического элемента при различных уровнях освещенности и фиксированной температуре окружающей среды 25°C.

Рис. 21. Кривые зависимости плотности мощности от напряжения для типичного монокристаллического элемента при различных уровнях освещенности и фиксированной температуре окружающей среды 25°C.

На рисунках 22 и 23 показаны кривые J-V и S-V для различных значений температуры. Температура оказывает незначительное влияние на плотность тока короткого замыкания. Уравнение для плотности тока короткого замыкания:

Рис. 23. Кривые зависимости плотности мощности от напряжения типичного монокристаллического элемента для различных значений температуры окружающей среды и фиксированной энергетической освещенности 500 Вт/м 2 .

(16)JSC(G)=JSC,refGrefG

где J SC,ref соответствует плотности тока короткого замыкания при облучении G ref . В спецификациях солнечных элементов указано значение тока короткого замыкания или плотность тока J SC,ref при определенной освещенности G ref , обычно 1000 Вт 2 .Напряжение холостого хода зависит от температуры и освещенности:

(17)VOC(TC)(G)=VOC,ref+(Tc−Tc,ref)dVOCdTC+VtlnGGref

, где V OC,ref соответствует напряжению холостого хода солнечного элемента при данной освещенности G ref и температуре T c,ref , T c — температура солнечного элемента, dV OC /dT c – температурный коэффициент напряжения, а V t – тепловое напряжение, равное kT/q (k – постоянная Больцмана, T – температура, выраженная в Кельвинах). q — электрический заряд электрона).V t равно 26 мВ при 300 К. G — падающее на солнечный элемент излучение.

Температура солнечного элемента связана с температурой окружающей среды через параметр номинальной рабочей температуры элемента (NOCT), который иногда указывается производителями в спецификациях. NOCT имеет значение от 42°C до 48°C для кремниевых элементов [53]:

(18)Tcell=Ta+NOCT−20800G

, где NOCT — температура элемента при 800 Вт/м 2 , 20° C и скорости ветра 1 м/с в условиях разомкнутой цепи [54,55].

Следующее выражение также моделирует поведение напряжения холостого хода для солнечных элементов, которые получают менее 200 Вт/м 2 [52]:

(19)VOC(TC)(G)=(VOC ,ref+(Tc−Tc,ref)dVOCdTC)(1+ρOClnGGOClnGGref)

где ρ OC и G OC параметры получены эмпирически. Для многих кремниевых фотомодулей приняты значения ρ OC = –0,04 и G OC =1000 Вт/м 2 [52].

Коэффициент заполнения (FF) — это параметр, который производители солнечных элементов часто указывают в своих спецификациях. Коэффициент заполнения представляет собой отношение максимальной мощности к произведению напряжения холостого хода и тока короткого замыкания. Таким образом, коэффициент заполнения дается для определенного значения освещенности:

(20)FF=VMPPIMPPVOCISC=PMPPVOCISC

Эквивалентная схема реального или неидеального солнечного элемента показана на рисунке 24. Солнечный элемент моделируется как источник тока I РН , включенный параллельно диодам Д 1 и Д 2 , имеющим токи насыщения, I o 1 и I o 2 коэффициенты идеальности, 2 o 2 .Эта подсхема представляет собой простую эквивалентную схему солнечного элемента, которая моделирует омические потери с помощью резисторов R s и R p . Из текущего закона Кирхгофа получается уравнение для солнечного элемента:

Рис. 24. Эквивалентная электрическая схема солнечного элемента.

(21)I=IPH−Io1(eq(V+IRS)kT−1)−Io2(eq(V+IRS)2kT−1)−V+IRSRp

где I PH — текущий генерируется солнечной батареей.

Предыдущее уравнение часто записывается как [52]:

(22)I=IPH−I0(eq(V+IRS)nkT−1)−V+IRSRp

, где n — фактор идеальности. n может иметь значение от 1 до 2 [52], а для кремниевой ячейки от 1,2 до 1,8 [53].

Если игнорировать влияние омических потерь, уравнение (22) можно упростить до

(23)I=ISC-Io(eq(V)nkT-1)

, где ток короткого замыкания теперь является током, генерируемым солнечным элементом. В предыдущих уравнениях текущие члены могут быть заменены плотностью тока.

Фотоэлектрические модули представляют собой комбинацию солнечных элементов, которые можно соединять параллельно или последовательно.Если N s и N p — количество солнечных элементов, соединенных последовательно и параллельно соответственно в фотоэлектрическом модуле, эквивалентное значение последовательного и параллельного сопротивления для фотоэлектрического модуля составляет [55] :

(24)Rs,PVM=NsNpRs

(25)Rp,PVM=NsNpRp

Ток, преобразованный фотоэлектрическим модулем, умножается на количество солнечных элементов, соединенных параллельно N p а тепловое напряжение V t умножается на количество солнечных элементов, соединенных последовательно N s [55]:

(26)ISC,PVM=NpISC

(27)I0,PVM=0NpI0

0

0 28)Vt,PVM=NsVt

Blätzer et al.[56] предполагают, что, поскольку J MPP и J SC можно считать пропорциональными освещенности, коэффициент заполнения может быть определен как

(29)FF=VMPPVOC

определяется как отношение выходной мощности солнечного элемента в точке его максимальной мощности к входной энергии, полученной падающим светом:

(30)ηcell=PMPPGAcell

, где солнечная батарея.Таким образом, для определенной освещенности G соответствует эффективность η ячейка :

(31)ηячейка=PMPPGAячейка

Светозависимый резистор LDR, фоторезистор » Electronics Notes

Светозависимые резисторы, LDR или фоторезисторы — это электронные компоненты, которые используются для обнаружения света и изменения работы схемы в зависимости от уровня освещенности.


Учебное пособие по резисторам Включает:
Обзор резисторов Углеродный состав Карбоновая пленка Пленка оксида металла Металлическая пленка Проволочный SMD-резистор МЭЛФ резистор Переменные резисторы Светозависимый резистор Термистор варистор Цветовая маркировка резисторов Маркировка и коды резисторов SMD Характеристики резистора Где и как купить резисторы Стандартные номиналы резисторов и серия E


Светозависимые резисторы, LDR или фоторезисторы представляют собой электронные компоненты, которые часто используются в электронных схемах, где необходимо обнаруживать наличие или уровень света.

LDR

сильно отличаются от других форм резисторов, таких как углеродный пленочный резистор, металлооксидный пленочный резистор, металлопленочный резистор и т.п., которые широко используются в других электронных конструкциях. Они специально разработаны с учетом их светочувствительности и вызванного этим изменения сопротивления.

Эти электронные компоненты могут быть описаны различными названиями: светочувствительный резистор, LDR, фоторезистор или даже фотоэлемент, фотоэлемент или фотопроводник.

Типовой освинцованный светозависимый резистор

Хотя другие электронные компоненты, такие как фотодиоды или фототранзисторы, также могут использоваться, LDR или фоторезисторы особенно удобны для использования во многих электронных схемах.Они обеспечивают большое изменение сопротивления при изменении уровня освещенности.

Ввиду их низкой стоимости, простоты изготовления и простоты использования, LDR использовались во множестве различных приложений. Одно время LDR использовались в фотографических люксметрах, и даже сейчас они все еще используются в различных приложениях, где необходимо определять уровни освещенности.

Светозависимые резисторы широко доступны: они обычно хранятся у дистрибьюторов электронных компонентов, и, учитывая то, как в настоящее время работает цепочка поставок электронной промышленности, это обычный способ их получения.Крупные и мелкие дистрибьюторы электронных компонентов, как правило, имеют хороший выбор.

Что такое светочувствительный резистор, LDR или фоторезистор

Фоторезистор или светочувствительный резистор — это электронный компонент, чувствительный к свету. Когда на него падает свет, сопротивление меняется. Значения сопротивления LDR могут изменяться на много порядков величины сопротивления, падающего по мере увеличения уровня освещенности.

Нередко значения сопротивления LDR или фоторезистора составляют несколько МОм в темноте, а затем падают до нескольких сотен Ом при ярком свете.

Благодаря такому широкому диапазону сопротивления LDR просты в использовании, и доступно множество схем LDR. Чувствительность светозависимых резисторов или фоторезисторов также зависит от длины волны падающего света.

LDR сделаны из полупроводниковых материалов, что позволяет им обладать светочувствительными свойствами. Можно использовать многие материалы, но одним из популярных материалов для этих фоторезисторов является сульфид кадмия, CdS, хотя использование этих элементов в настоящее время ограничено в Европе из-за экологических проблем, связанных с использованием кадмия.

Аналогичным образом другие полупроводниковые материалы на основе кадмия, такие как кадмий CdSe, также ограничены. Другие материалы, которые можно использовать, включают сульфид свинца, PbS и антимонид индия, InSb.

Хотя для этих фоторезисторов используется полупроводниковый материал, они являются чисто пассивными устройствами, поскольку не имеют PN-перехода, что отличает их от других фотодетекторов, таких как фотодиоды и фототранзисторы.

LDR / фоторезистор символ

Символ LDR, используемый в электронных схемах, основан на символе цепи резистора, но показывает свет в виде сияющих на нем стрелок.Таким образом, он следует тому же соглашению, которое используется для символов схемы фотодиода и фототранзистора, где стрелки используются для обозначения света, падающего на эти компоненты.

Обозначения схемы фоторезистора/светозависимого резистора

Обозначения цепи светозависимого резистора/фоторезистора показаны как для символа резистора нового стиля, т. е. прямоугольного прямоугольника, так и для старых символов цепи резистора в виде зигзага.

Часто символ светозависимого резистора может отображаться без кружка вокруг него.Это часто делается на схеме электронной схемы, чтобы сэкономить место и уменьшить количество линий и окружностей на диаграмме, чтобы упростить ее.

Как работает LDR

Относительно легко понять основы работы LDR, не вдаваясь в сложные объяснения. Прежде всего необходимо понять, что электрический ток состоит из движения электронов внутри материала.

Хорошие проводники имеют большое количество свободных электронов, которые могут дрейфовать в заданном направлении под действием разности потенциалов.Изоляторы с высоким сопротивлением имеют очень мало свободных электронов, и поэтому их трудно заставить двигаться и, следовательно, протекать ток.

LDR или фоторезистор изготавливается из любого полупроводникового материала с высоким сопротивлением. У него высокое сопротивление, потому что очень мало свободных и способных двигаться электронов — подавляющее большинство электронов заперты в кристаллической решетке и не могут двигаться. Поэтому в этом состоянии наблюдается высокое сопротивление LDR.

Когда свет падает на полупроводник, фотоны света поглощаются решеткой полупроводника, и часть их энергии передается электронам.

Количество энергии, переданной электронам, дает некоторым из них достаточно энергии, чтобы вырваться из кристаллической решетки, чтобы затем они могли проводить электричество. Это приводит к снижению сопротивления полупроводника и, следовательно, общего сопротивления LDR.

Процесс является прогрессивным, и чем больше света попадает на полупроводник LDR, тем больше электронов высвобождается для проведения электричества, и сопротивление падает еще больше.

Структура фоторезистора / LDR

Конструктивно фоторезистор представляет собой светочувствительный резистор, имеющий горизонтальный корпус, подвергающийся воздействию света.

Основной формат фоторезистора показан ниже:

Структура фоторезистора

Активная полупроводниковая область обычно осаждается на полуизолирующей подложке, а активная область обычно слегка легирована.

Во многих дискретных фоторезисторах встречно-штыревой рисунок используется для увеличения площади фоторезистора, подвергаемой воздействию света. Рисунок прорезан в металлизации на поверхности активной области, что позволяет пропускать свет.Две металлизированные области действуют как два контакта для резистора. Эта область должна быть сделана относительно большой, потому что сопротивление контакта с активной областью должно быть сведено к минимуму.

Структура фоторезистора с встречно-штыревым рисунком для увеличения площади воздействия.

Этот тип структуры широко используется для многих небольших фоторезисторов или светозависимых резисторов. Межпальцевый рисунок вполне узнаваем.

Материалы, используемые для фоторезисторов, являются полупроводниками и включают такие материалы, как CdSe, CdS, CdTe, InSb, InP, PbS, PbSe, Ge, Is, GaAs.Каждый материал дает различные свойства с точки зрения чувствительности длины волны и т. д.

Ввиду экологических проблем, связанных с использованием кадмия, этот материал не используется ни для одного продукта в Европе, и глобальное использование этого типа полупроводников значительно сократилось.

Типы фоторезисторов

Светозависимые резисторы, LDR или фоторезисторы относятся к одному из двух типов или категорий:

  • Собственные фоторезисторы: Собственные фоторезисторы используют нелегированные полупроводниковые материалы, включая кремний или германий.Фотоны, падающие на LDR, возбуждают электроны, перемещая их из валентной зоны в зону проводимости. В результате эти электроны могут свободно проводить электричество. Чем больше света падает на устройство, тем больше высвобождается электронов и тем выше уровень проводимости, а это приводит к более низкому уровню сопротивления.
  • Внешние фоторезисторы: Внешние фоторезисторы изготавливаются из полупроводниковых материалов, легированных примесями. Эти примеси или примеси создают новую энергетическую зону выше существующей валентной зоны.В результате электронам требуется меньше энергии для перехода в зону проводимости из-за меньшей энергетической щели.

Независимо от типа светозависимого резистора или фоторезистора оба типа демонстрируют увеличение проводимости или падение сопротивления при увеличении уровня падающего света.

Частотная зависимость LDR

Показано, что чувствительность фоторезисторов зависит от длины волны света, воздействующего на чувствительную область устройства.Эффект очень заметен, и обнаружено, что если длина волны выходит за пределы заданного диапазона, то заметного эффекта нет.

Устройства, изготовленные из разных материалов, по-разному реагируют на свет с разной длиной волны, а это означает, что разные электронные компоненты можно использовать для разных целей.

Также обнаружено, что внешние фоторезисты имеют тенденцию быть более чувствительными к свету с большей длиной волны и могут использоваться для инфракрасного излучения. Однако при работе с инфракрасным излучением необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать накопления тепла, вызываемого, но вызывающим воодушевление эффектом излучения.

Фоторезистор / светозависимая задержка резистора

Одним из важных аспектов, связанных с фоторезисторами или светочувствительными резисторами, является задержка, или время, необходимое электронному компоненту для реагирования на любые изменения. Этот аспект может быть особенно важен для схемы.

От любых изменений уровня освещенности требуется заметное количество времени, прежде чем LDR/фоторезистор достигнет своего окончательного значения для нового уровня освещенности, и по этой причине LDR/фоторезистор не является хорошим выбором при достаточно быстро меняющихся значениях. света.Однако, когда изменения освещения происходят в течение определенного периода времени, они более чем достаточны.

Скорость изменения сопротивления называется скоростью восстановления сопротивления. LDR / фоторезистор обычно реагирует в течение нескольких десятков миллисекунд, когда свет подается после полной темноты, но когда свет отключается, может потребоваться до секунды или около того, чтобы сопротивление достигло своего окончательного уровня.

Именно по этой причине одной из характеристик, обычно указываемых в спецификациях электронных компонентов для фоторезисторов, является темновое сопротивление по истечении заданного времени, обычно в секундах.Часто указываются два значения, одно для одной секунды, а другое для пяти секунд. Это дает указание на задержку резистора.

Применение фоторезисторов

Фоторезисторы используются во многих различных приложениях и могут использоваться во многих различных конструкциях электронных схем. Они имеют очень простую структуру, недорогие и прочные устройства. Они широко используются во многих различных элементах электронного оборудования и схемах, включая фотографические измерители освещенности, пожарные или дымовые извещатели, а также охранные сигнализации, а также они находят применение в качестве элементов управления освещением для уличных фонарей.

Внешние фоторезисторы обеспечивают чувствительность для более длинных волн, поэтому они популярны в различных электронных схемах в качестве фотодетекторов информационно-красного цвета. Фоторезисторы также можно использовать для обнаружения ядерного излучения.

Характеристики светозависимого резистора

Существует несколько спецификаций, которые важны для светочувствительных резисторов, фоторезисторов и фоторезисторов при рассмотрении возможности их использования в любых электронных схемах.

Эти характеристики фоторезистора включают:


Ключевые характеристики LDR/фоторезистора
 
Параметр Детали
Максимальная рассеиваемая мощность Это максимальная мощность, которую устройство способно рассеивать в заданном диапазоне температур.Снижение номинальных характеристик может быть применимо выше определенной температуры.
Максимальное рабочее напряжение В частности, поскольку устройство основано на полупроводниках, необходимо соблюдать максимальное рабочее напряжение. Обычно это указывается при 0 люкс, т.е. в темноте.
Пиковая длина волны В этой спецификации фоторезистора указана длина волны максимальной чувствительности. В некоторых случаях для общего отклика могут быть предусмотрены кривые. Длина волны указана в нм
Сопротивление при освещении Сопротивление при освещении является ключевой характеристикой и является ключевым параметром для любого фоторезистора.Часто минимальное и максимальное сопротивление дается при определенных условиях освещения, часто 10 люкс. Минимальное и максимальное значения могут быть указаны из-за возможных спредов. Состояние «полностью включено» также может быть задано при экстремальном освещении, например. 100 люкс.
Темновостойкость Для фоторезистора будут указаны значения темнового сопротивления. Они могут быть указаны по истечении заданного времени, потому что для падения сопротивления требуется некоторое время по мере рекомбинации носителей заряда — фоторезисторы известны своим медленным временем отклика.

Типовой светочувствительный резистор, спецификация LDR/фоторезистора может быть:


Пример технических характеристик фоторезистора
Параметр Примеры рисунков
Максимальная рассеиваемая мощность 200 мВт
Максимальное напряжение при 0 люкс 200 В
Пиковая длина волны 600 нм
Мин.сопротивление при 10 лк 1,8 кОм
Макс. сопротивление при 10 лк 4,5 кОм
Тип. сопротивление при 100 люкс 0,7 кОм
Сопротивление темноте через 1 секунду 0,03 МОм
Сопротивление темноте через 5 секунд 0,25 МОм

LDR являются очень полезными электронными компонентами, которые можно использовать для различных приложений, воспринимающих свет, и связанных с ними электронных схем.Поскольку сопротивление LDR варьируется в таком широком диапазоне, они особенно полезны, и существует множество доступных конструкций схем LDR, помимо представленных здесь. Чтобы использовать эти электронные компоненты, необходимо кое-что знать о том, как работает LDR, что было объяснено выше.

Другие электронные компоненты:
Резисторы конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор полевой транзистор Типы памяти Тиристор Соединители ВЧ-разъемы Клапаны/трубки Батареи Переключатели Реле Технология поверхностного монтажа
    Вернуться в меню «Компоненты».. .

Фоторезистор – определение, работа, типы и применение

Фоторезистор определение

Название фоторезистора представляет собой комбинацию слова: фотон (частицы света) и резистор. Фоторезистор тип резистора, который сопротивление уменьшается при увеличении интенсивности света. В Другими словами, протекание электрического тока через фоторезистор увеличивается при увеличении интенсивности света.

Фоторезисторы также иногда называют LDR (Light Dependent Resistor), полупроводниковый фоторезистор, фотопроводник или фотоэлемент. Фоторезистор меняет свой сопротивление только при воздействии света.

Как фоторезистор работает?

Когда свет падает на фоторезистор, какая-то валентность электроны поглощают энергию от света и разрывает связь с атомами.Валентность электроны, разрывающие связь с атомами, называются свободными электроны.

Когда световая энергия применяется к фоторезистор сильно увеличен, большое число валентностей электроны получают достаточно энергии от фотонов и разрушают связи с родительскими атомами. Большое количество валентностей электроны, которые разрывают связь с родительскими атомами, будут переходит в зону проводимости.

Электроны в зоне проводимости не принадлежит ни одному атому. Следовательно, они свободно перемещаются из одного место в другое место. Электроны, которые свободно перемещаются из одного места в другое место называются свободными электронами.

Когда валентный электрон покинул атом, вакансия создается в определенном месте атома из которую покинул электрон.Эта вакансия называется дыркой. Следовательно свободные электроны и дырки генерируются парами.

Свободно движущиеся электроны из одного места в другое место переносят электрический ток. В аналогичным образом дырки, движущиеся в валентной зоне, несут электрический ток. Точно так же и свободные электроны, и дырки будут проводить электрический ток. Количество протекающего электрического тока через фоторезистор зависит от количества заряда генерируются носители (свободные электроны и дырки).

Когда световая энергия применяется к увеличивается фоторезистор, количество генерируемых носителей заряда в фоторезисторе тоже увеличивается. В результате электрический ток, протекающий через фоторезистор, увеличивается.

Увеличение электрического тока означает уменьшение в сопротивлении. Таким образом, сопротивление фоторезистора снижается при увеличении интенсивности применяемого света.

Фоторезисторы изготовлены из высокоомного полупроводника Например, кремний или германий. Они также сделаны из других материалы, такие как сульфид кадмия или селенид кадмия.

При отсутствии света фоторезисторы действует как материалы с высоким сопротивлением, тогда как в присутствии свет, фоторезисторы действуют как материалы с низким сопротивлением.

Типы фоторезисторов на основе материала, из которого они изготовлены

Фоторезисторы делятся на два типа в зависимости от материала, использованного для их изготовления:

Собственные фоторезисторы изготовлены из чистые полупроводниковые материалы, такие как кремний или германий.То внешняя оболочка любого атома способна удерживать до восьми валентные электроны. Однако в кремнии или германии каждый атом состоит всего из четырех валентных электронов. Эти четыре валентности электроны каждого атома образуют четыре ковалентные связи с соседние четыре атома, чтобы полностью заполнить самую внешнюю оболочку. В результате ни один электрон не остается свободным.

Когда мы применяем световую энергию к внутреннему фоторезистор, только небольшое количество валентных электронов получает достаточно энергии и становится свободным от родительского атома.Следовательно, образуется небольшое количество носителей заряда. В результате только небольшой электрический ток течет через собственное фото резистор.

Мы уже знаем, что увеличение электрический ток означает уменьшение сопротивления. во внутреннем фоторезисторов, сопротивление немного уменьшается с увеличение световой энергии. Следовательно, собственные фоторезисторы менее чувствительны к свету.Поэтому они ненадежны для практических приложений.

Внешние фоторезисторы изготовлены из посторонние полупроводниковые материалы. Рассмотрим пример Внешний фоторезистор, который сделан из комбинации кремния и примесных (фосфорных) атомов.

Каждый атом кремния состоит из четырех валентных электронов, а каждый атом фосфора состоит из пяти валентных электроны.Четыре валентных электрона атома фосфора образуют четыре ковалентные связи с соседними четырьмя кремниевыми атомы. Однако пятый валентный электрон фосфора атом не может образовать ковалентную связь с атомом кремния потому что атом кремния имеет только четыре валентных электрона. Следовательно, пятый валентный электрон каждого атома фосфора становится свободным из атома.Таким образом, каждый атом фосфора образует свободный электрон.

Образовавшийся свободный электрон будет сталкивается с валентными электронами других атомов и делает их бесплатно. Точно так же один свободный электрон порождает несколько свободные электроны. Поэтому добавление небольшого количества примеси атомы (фосфора) генерируют миллионы свободных электронов.

Во внешних фоторезисторах уже есть большое количество носителей заряда.Поэтому предоставление небольшого количества световой энергии порождает еще большее количество носителей заряда. Таким образом, электрический ток быстро увеличивается.

Увеличение электрического тока означает уменьшение в сопротивлении. Следовательно, сопротивление внешней фоторезистор быстро уменьшается с небольшим увеличением приложенная световая энергия. Внешние фоторезисторы надежны для практические приложения.

Фоторезистор символ

Американский стандартный символ и Международный стандартный символ фоторезистора показан на рисунок ниже.

приложений фоторезисторов

  • Фоторезисторы используются в уличных фонарях для управления свет должен включаться и когда свет должен выключаться.Когда окружающий свет падает на фоторезистор, это вызывает уличный фонарь выключить. Когда нет света, фоторезистор приводит к включению уличного освещения. Это уменьшает трата электроэнергии.
  • Они также используются в различных устройствах, таких как устройства сигнализации, солнечные уличные фонари, ночные фонари и радиочасы.

Преимущества и недостатки фоторезистора

Преимущества фоторезистора

  • Малый размер
  • Низкая стоимость
  • Легко переносить из одного места в другое.

Недостатки фоторезистора

  • Точность фоторезистора очень низкая.


Основы фоторезистора: типы, принцип действия и применение

В статье представлены основные характеристики и принципы работы фоторезистора, включая принцип работы и структурный принцип.Существует три типа фоторезисторов: ультрафиолетовые фоторезисторы, инфракрасные фоторезисторы, фоторезисторы видимого света. Схема затемнения и выключатель света — два применения фоторезистора.

Рефераты

Существует три типа фоторезисторов: ультрафиолетовые фоторезисторы, инфракрасные фоторезисторы, фоторезисторы видимого света. Обычно используемыми материалами являются сульфид кадмия, селен, сульфид алюминия, сульфид свинца и сульфид висмута. Принцип работы фоторезистора основан на внутреннем фотоэффекте.Светочувствительные резисторы образованы путем монтажа выводов электродов на обоих концах полупроводникового светочувствительного материала и помещения их в корпус трубки с прозрачным окном. Схема затемнения и выключатель света — два применения фоторезистора.

Каталог

I. Введение

 

Рис. 1. Фоторезистор

Фоторезистор также известен как фоторезистор (сокращенно LDR) или фотопроводник.Обычно используемыми материалами являются сульфид кадмия, селен, сульфид алюминия, сульфид свинца и сульфид висмута. Эти производственные материалы обладают тем свойством, что значение сопротивления быстро уменьшается при облучении светом определенной длины волны. Это связано с тем, что все носители, генерируемые светом, участвуют в проводимости и совершают дрейфовое движение под действием внешнего электрического поля. Электроны движутся к положительному полюсу источника питания, а дырки перемещаются к отрицательному полюсу источника питания, так что сопротивление фоторезистора быстро уменьшается.

Фоторезистор — это специальный резистор, изготовленный из полупроводниковых материалов, таких как сульфированные или селенированные прокладки, принцип работы которого основан на внутреннем фотоэлектрическом эффекте. Чем сильнее свет, тем ниже значение сопротивления. По мере увеличения интенсивности света значение сопротивления быстро уменьшается, и значение сопротивления яркого света может составлять всего 1 кОм или меньше. Фоторезистор очень чувствителен к свету. Когда нет света, фоторезистор находится в состоянии высокого сопротивления, а темновое сопротивление обычно до 1.5МОм.

Фоторезистор представляет собой тип резистора, изготовленного с использованием фотопроводящего эффекта полупроводника для изменения значения его сопротивления в зависимости от интенсивности падающего света. Его также называют фотопроводящим детектором; уменьшается интенсивность падающего света, затем снижается сопротивление; падающий свет слабый, а сопротивление увеличивается. Есть еще фоторезистор. Когда падающий свет слаб, сопротивление уменьшается; падающий свет сильный, сопротивление увеличивается.

Фоторезисторы обычно используются для измерения освещенности, управления освещенностью и фотоэлектрического преобразования (преобразования изменений света в изменения электричества). Обычно используемый фоторезистор представляет собой фоторезистор из сульфида кадмия, который изготовлен из полупроводникового материала. Чувствительность фоторезистора к свету (то есть его спектральные характеристики) очень близка к реакции человеческого глаза на видимый свет (0,4~0,76) мкм. При проектировании схемы управления освещением в качестве источника управляющего света используется свет ламп накаливания (маленьких электрических шариков) или естественный свет, что значительно упрощает конструкцию.

II. Технические характеристики

Как правило, фоторезистор выполнен в виде листа для поглощения большего количества световой энергии. При облучении светом в полупроводниковой пластине (фоточувствительном слое) возбуждается электронно-дырочная пара, которая участвует в проводимости и увеличивает ток в цепи. Для получения высокой чувствительности на электроде фоторезистора часто используется гребенчатый рисунок, который формируется путем осаждения из паровой фазы металла, например золота или индия, на фотопроводящую пленку под определенной маской.Структура общего фоторезистора показана ниже.

 

Рисунок 2. Структура обычного фоторезистора

Фоторезистор обычно состоит из фоточувствительного слоя, стеклянной подложки (или полимерной влагозащитной пленки) и электродов. Фоторезисторы обозначаются на схеме буквами «R» или «RL», «RG».

Фоторезистор изготовлен из сульфида кадмия (CdS). Он разделен на корпус из эпоксидной смолы и металлический корпус, оба из которых являются проволочными (тип DIP).Фоторезисторы в эпоксидной упаковке делятся на Ø3мм, Ø4мм, Ø5мм, Ø7мм, Ø11мм, Ø12мм, Ø20мм, Ø25мм в зависимости от диаметра керамической подложки.

III. Параметры и характеристики

В соответствии со спектральными характеристиками фоторезистора его можно разделить на три типа фоторезисторов: ультрафиолетовые фоторезисторы, инфракрасные фоторезисторы и фоторезисторы видимого света.

1.  Основные параметры

(1) Фототок и яркостное сопротивление.При определенном приложенном напряжении протекающий ток называется фототоком при облучении светом, а отношение приложенного напряжения к фототоку называется яркостным сопротивлением, которое обычно выражается как «100LX».

(2) Темновой ток и темновое сопротивление. При определенном приложенном напряжении фоторезистор называется темновым током, когда нет света. Отношение приложенного напряжения к темновому току называется темновым сопротивлением и обычно выражается как «0LX» (сила света измеряется с помощью измерителя освещенности, и его единицей измерения являются люксы).

(3) Чувствительность. Чувствительность относится к относительному изменению значения сопротивления (сопротивление в темноте), когда фоторезистор не освещается светом, и значения сопротивления (сопротивление при ярком освещении) при освещении светом.

(4) Спектральный отклик. Спектральную характеристику также называют спектральной чувствительностью, которая относится к чувствительности фоторезистора при облучении монохроматическим светом с различными длинами волн. Если построить график чувствительности на разных длинах волн, можно получить кривую спектрального отклика.

(5) Характеристики освещения. Характеристики освещения относятся к характеристикам выходного электрического сигнала фоторезистора в зависимости от освещения. Из кривой световой характеристики фоторезистора видно, что с увеличением интенсивности света значение сопротивления фоторезистора начинает быстро уменьшаться. При дальнейшем увеличении интенсивности света изменение значения сопротивления уменьшается, а затем постепенно становится плавным. В большинстве случаев эта характеристика нелинейна.

(6) Вольт-амперная характеристика. При определенном освещении зависимость между напряжением и током, приложенным к фоторезистору, называется вольт-амперной характеристикой. При заданном смещении, чем больше интенсивность света, тем больше фототок. При определенной интенсивности света, чем больше приложенное напряжение, тем больше фототок. Однако бесконечно повышать напряжение нельзя, так как любой фоторезистор ограничен номинальной мощностью, максимальным рабочим напряжением и номинальным током.Превышение максимального рабочего напряжения и максимального номинального тока может привести к необратимому повреждению фоторезистора.

(7) Температурный коэффициент. На фотоэлектрический эффект фоторезистора сильно влияет температура. Некоторые фоторезисторы имеют более высокую фотоэлектрическую чувствительность при низких температурах, но более низкую чувствительность при высоких температурах.

(8) Номинальная мощность. Под номинальной мощностью понимается мощность, которую фоторезистор может потреблять в определенной линии. При повышении температуры потребляемая мощность уменьшается.

2.  Частотные характеристики

Когда фоторезистор облучается импульсным светом, фототоку требуется время, чтобы достичь стабильного значения. После того, как свет остановлен, фототок не сразу становится равным нулю, что является характеристикой временной задержки фоторезистора. Из-за различных характеристик задержки фоточувствительности и сопротивления различных материалов различаются и их частотные характеристики. Частота использования сульфида свинца намного выше, чем у сульфида кадмия, но задержка большинства фоторезисторов относительно велика, поэтому его нельзя использовать в приложениях, требующих быстрого отклика.

IV. Как работает фоторезистор?

1.  Принцип работы

Принцип работы фоторезистора основан на внутреннем фотоэффекте. Светочувствительные резисторы образованы путем монтажа выводов электродов на обоих концах полупроводникового светочувствительного материала и помещения их в корпус трубки с прозрачным окном. Для повышения чувствительности два электрода часто имеют форму гребенки. Материалы, используемые для изготовления фоторезисторов, в основном представляют собой полупроводники, такие как сульфиды металлов, селениды и теллуриды.Нанесение покрытия, напыление, спекание и другие методы используются для изготовления очень тонкого фоторезистора и гребенчатого омического электрода на изолирующей подложке. Выводы соединены и загерметизированы в герметичном корпусе со светопропускающим зеркалом для предотвращения влияния влаги на его чувствительность. После исчезновения падающего света электронно-дырочные пары, генерируемые фотонным возбуждением, рекомбинируют, и сопротивление фоторезистора вернется к исходному значению. Когда к металлическим электродам на обоих концах фоторезистора приложено напряжение, через него проходит ток.Когда фоторезистор облучается светом с определенной длиной волны, ток будет увеличиваться с увеличением интенсивности света, тем самым достигается фотоэлектрическое преобразование. Фоторезистор не имеет полярности и является чисто резистивным устройством. Он может использоваться как с постоянным напряжением, так и с переменным напряжением. Проводимость полупроводника зависит от количества носителей в зоне проводимости полупроводника.

 

Рис. 3. Схема фоторезистора

2.  Принцип конструкции

Фоторезисторы представляют собой специальные резисторы, изготовленные из вулканизированных или селенизированных полупроводниковых материалов.Поверхность также покрыта влагозащитной смолой, обладающей фотопроводящим эффектом. Принцип работы фоторезистора основан на внутреннем фотоэффекте, то есть выводы электродов закреплены на обоих концах полупроводникового светочувствительного материала, а фоторезистор выполнен путем его упаковки в трубчатый корпус с прозрачным окном. Для повышения чувствительности два электрода часто имеют форму гребня.

Проводимость полупроводника зависит от количества носителей в зоне проводимости полупроводника.Когда фоторезистор освещается, электроны в валентной зоне поглощают энергию фотона, а затем переходят в зону проводимости и становятся свободными электронами. При этом образуются дыры. Появление электронно-дырочной пары уменьшает удельное сопротивление. Чем сильнее свет, тем больше фотогенерируемых электронно-дырочных пар и тем ниже значение сопротивления. Когда на фоторезистор подается напряжение, ток, протекающий через фоторезистор, увеличивается с увеличением освещенности.Падающий свет исчезает, электронно-дырочная пара постепенно рекомбинирует, сопротивление постепенно возвращается к исходному значению, а ток постепенно уменьшается.

Фоторезистор очень чувствителен к свету. Когда нет света, фоторезистор находится в состоянии высокого сопротивления, а сопротивление в темноте обычно составляет до 1,5 МОм. При наличии света в материале возбуждаются свободные электроны и дырки, и его сопротивление уменьшается. По мере увеличения интенсивности света значение сопротивления быстро уменьшается, и значение сопротивления яркого света может составлять всего 1 кОм или меньше.

Световые характеристики фоторезистора в большинстве случаев нелинейны, линейны только в небольшом диапазоне, а значение сопротивления фоторезистора имеет большой разброс (изменение сопротивления, большая неравномерность диапазона).

Чувствительность фоторезистора относится к относительному изменению значения сопротивления (темнового сопротивления) фоторезистора, когда он не подвергается воздействию света, и значения сопротивления (яркого сопротивления), когда он подвергается воздействию света. Отношение темнового сопротивления фоторезистора к световому составляет примерно 1500:1.Чем больше темновое сопротивление, тем лучше. Подайте напряжение смещения постоянного или переменного тока на фоторезистор. Фоторезистор MG подходит для видимого света. Он в основном используется в различных схемах автоматического управления, фотоэлектрическом счете, фотоэлектрическом отслеживании, электрических лампах управления освещением, автоматической экспозиции камер и схемах автоматической регулировки яркости цветных телевизоров.

V. Классификация

Разделенные по полупроводниковому материалу: собственный фоторезистор, легированный фоторезистор.Последний имеет стабильную работу и хорошие характеристики, поэтому используется в основном.

По спектральным характеристикам фоторезистор можно разделить на три типа фоторезисторов:

1. Ультрафиолетовый фоторезистор: более чувствительный к ультрафиолетовому свету, включая фоторезисторы из сульфида кадмия, селенида кадмия и т. д.

2. Инфракрасный фоторезистор : в основном сульфид свинца, теллурид свинца, селенид свинца. Фоточувствительные резисторы, такие как антимонид индия, широко используются в наведении ракет, астрономическом обнаружении, бесконтактных измерениях, обнаружении повреждений человека, инфракрасной спектроскопии, инфракрасной связи и других оборонных, научных исследованиях, а также в промышленном и сельскохозяйственном производстве.

3. Фоторезистор видимого света: включая фоторезисторы из селена, сульфида кадмия, селенида кадмия, теллурида кадмия, арсенида галлия, кремния, германия и сульфида цинка. Он в основном используется в различных фотоэлектрических системах управления, таких как фотоэлектрическое автоматическое открытие и закрытие порталов, автоматическое включение и выключение ходовых огней, уличных фонарей и других систем освещения, устройства автоматической подачи и автоматического отключения воды, механические автоматические устройства защиты, и «детекторы положения», устройство автоматического экспонирования камеры, фотоэлектрический счетчик, датчик дыма, фотоэлектрическая система слежения и т. д.

VI. Заявка

Фоторезистор — полупроводниковый светочувствительный прибор. В дополнение к его высокой чувствительности, быстрой скорости отклика, хорошим спектральным характеристикам и хорошей постоянству значения r, он может поддерживать высокую стабильность и надежность в суровых условиях с высокой температурой и влажностью, что может широко использоваться в камерах, солнечных садовых светильниках, газонные светильники, детекторы валюты, кварцевые часы, музыкальные чашки, подарочные коробки, мини-ночники, фотоакустические переключатели управления, автоматические выключатели уличного освещения и различные игрушки управления освещением, освещение управления освещением, лампы и другие автоматические выключатели света Поле управления.Несколько типичных схем применения приведены ниже.

1.  Схема диммирования

 

Рис. 4. Типовая схема диммирования управления освещением

Рис. 4 представляет собой типичную схему диммирования управления освещением. Принцип его работы таков: когда окружающий свет становится слабым, сопротивление фоторезистора увеличивается, так что увеличивается разделенное напряжение, подаваемое на конденсатор С, и затем достигается цель увеличения напряжения на лампе.И наоборот, если окружающий свет станет ярче, значение сопротивления RG уменьшится, что приведет к уменьшению угла проводимости тиристора, а вместе с этим уменьшится и напряжение на лампе.

Выпрямительный мост, указанный в приведенной выше схеме, должен иметь пульсирующее постоянное напряжение, которое не может быть отфильтровано конденсатором в плавное постоянное напряжение.

2.  Выключатель света

Существует много форм цепей переключателей, управляемых светом, с релейным выходом, в которых в качестве основных компонентов используются фоторезисторы, такие как самоблокирующееся яркое возбуждение, темновое возбуждение, точное возбуждение светом и темное возбуждение.Несколько типовых схем приведены ниже.

 

Рис. 5. Простая схема переключения реле темнового возбуждения

На Рис. 5 представлена ​​простая схема переключения реле темнового возбуждения. Принцип его работы: при снижении освещенности до заданного значения включается VT1 за счет роста сопротивления фоторезистора, ток возбуждения VT2 приводит в действие реле, нормально открытый контакт замыкается, а нормально замкнутый открывается для обеспечения внешнего управления цепями.

 

Рис. 6. Схема прецизионного реле задержки темнового возбуждения

На Рис. 6 представлена ​​схема прецизионного реле задержки темнового возбуждения. Принцип его работы: при снижении освещенности до установленного значения потенциал инвертирующего вывода ИМС ОУ увеличивается за счет роста сопротивления фоторезистора, и его выход возбуждает ТН на включение. Ток возбуждения ТН заставляет реле сработать, а нормально разомкнутый контакт замкнут.Нормально замкнутый контакт размыкается для управления внешней цепью.

VII. Преимущество и недостаток

1.  Преимущество

(1) Внутренний фотоэлектрический эффект не имеет ничего общего с электродом (связан только с фотодиодом), то есть можно использовать источник питания постоянного тока;

(2) Чувствительность зависит от полупроводникового материала и длины волны падающего света;

(3) Покрыт эпоксидной смолой, Хорошая надежность, Малый объем, Малая чувствительность, Быстрый отклик, Хорошие спектральные характеристики.

2.  Недостаток

(1) Плохая линейность фотоэлектрического преобразования при сильном освещении;

(2) Процесс фотоэлектрической релаксации более длительный. То есть после светового облучения фотопроводимость полупроводников постепенно увеличивается со временем освещения и через некоторое время достигает стационарного значения. После прекращения света фотопроводимость постепенно уменьшается;

(2) Частотная характеристика (способность устройства обнаруживать быстро меняющиеся световые сигналы) очень низкая;

(2) На него сильно влияет температура, а скорость отклика невысокая.Между мс и с на время задержки влияет интенсивность света падающего света (фотодиод лишен этого недостатка, фотодиод имеет более высокую чувствительность, чем фоторезистор).

Ⅷ. Заключение

Фоторезистор является важным элементом фотоэлектрического преобразования. С быстрым развитием электронных информационных технологий и постоянным повышением требований к рабочим характеристикам электронных компонентов автоматизация производства фоторезисторов значительно улучшит развитие индустриализации.

 

Рекомендуемая статья:

Что такое переменный резистор?

Символ, работа, типы и применение

Фоторезистор – Подробное руководство

Прогуливаясь по вечерним улицам, вы когда-нибудь замечали, как уличные фонари автоматически включаются, когда начинает темнеть? Это автоматическое включение уличных фонарей происходит за счет наличия в его цепи переменного резистора особого типа. Сопротивление этого переменного резистора зависит от количества света, падающего на него.

Такой резистор называется фоторезистором, и в этой статье мы обсудим некоторые его аспекты.

Итак, начнем!

Что такое фоторезистор?

Фоторезистор — это сочетание слов «фотон» (что означает частицы света) и «резистор». В соответствии со своим названием фоторезистор — это устройство или, можно сказать, резистор, зависящий от интенсивности света. По этой причине они также известны как светозависимые, также известные как LDR.

Таким образом, чтобы определить фоторезистор в одной строке, мы можем записать его как:

«Фоторезистор — это переменный резистор, сопротивление которого изменяется обратно пропорционально интенсивности света»

Из наших базовых знаний о взаимосвязи между удельным сопротивлением (способностью сопротивляться потоку электронов) и проводимостью (способностью пропускать поток электронов) мы знаем, что они являются полярными противоположностями друг друга.Таким образом, когда мы говорим, что сопротивление уменьшается при увеличении интенсивности света, это просто подразумевает, что проводимость увеличивается с увеличением интенсивности света, падающего на фоторезистор или LDR, благодаря свойству, называемому фотопроводимостью материала.

Следовательно, эти фоторезисторы также известны как фоторезисторы или просто фотоэлементы.

Идея фоторезистора возникла, когда фотопроводимость селена была открыта Уиллоуби Смитом в 1873 году.Затем было изготовлено множество вариантов фотопроводящих устройств.

Фоторезистор

Фоторезистор Символ

Для представления фоторезистора на принципиальной схеме был выбран символ, указывающий на то, что это светозависимое устройство, а также на то, что это резистор.

Хотя в основном используемый символ показан на рис. 2а (две стрелки, указывающие на резистор), некоторые предпочитают заключать резистор в круг, как показано на рис. 2b.

Обозначение схемы фоторезисторов

 

Принцип работы фоторезистора

Чтобы понять принцип работы фоторезистора, давайте немного освежим в памяти валентные и свободные электроны.

Как мы знаем, валентные электроны находятся во внешней оболочке атома. Следовательно, они слабо связаны с ядром атома. Это означает, что требуется лишь небольшое количество энергии, чтобы вытащить его с внешней орбиты.

С другой стороны, свободные электроны — это те, которые не связаны с ядром и, следовательно, могут свободно двигаться при приложении внешней энергии, такой как электрическое поле. Таким образом, когда какая-то энергия заставляет валентный электрон отрываться от внешней орбиты, он действует как свободный электрон; готов двигаться всякий раз, когда приложено электрическое поле. Энергия света используется для превращения валентного электрона в свободный электрон.

Этот базовый принцип используется в фоторезисторе. Свет, падающий на фотопроводящий материал, поглощается им, что, в свою очередь, создает множество свободных электронов из валентных электронов.

На рисунке ниже показано его графическое изображение:

Принцип работы фоторезистора

 

По мере увеличения световой энергии, падающей на фотопроводящий материал, увеличивается количество валентных электронов, которые получают энергию и покидают связь с ядром. Это приводит к тому, что большое количество валентных электронов перескакивает в зону проводимости, готовых двигаться при приложении любой внешней силы, например электрического поля.

Таким образом, с увеличением интенсивности света увеличивается количество свободных электронов.Это означает, что фотопроводимость увеличивается, что означает уменьшение фотосопротивления материала.

Теперь, когда мы рассмотрели рабочий механизм, у нас появилась идея, что для изготовления фоторезистора используется фотопроводящий материал. По типу фотопроводящего материала фоторезисторы бывают двух типов. Краткое введение приведено в следующем разделе

.

Типы фоторезисторов

Фоторезистор обычно изготавливается из полупроводникового материала, который используется в качестве резистивного элемента без PN-перехода.По сути, это делает фоторезистор пассивным устройством. Два типа фоторезисторов:

  1. Внутренний фоторезистор : Как мы знаем, собственный фоторезистор часто называют полупроводником (в данном случае фотопроводящим материалом), который лишен какого-либо легирования. Это означает, что фотопроводящий материал, используемый для создания этого фоторезистора, включает возбуждение носителей заряда из валентной зоны в зону проводимости.
  2. Внешний фоторезистор: Внешний фоторезистор изготовлен из полупроводникового материала с некоторыми примесями или, можно сказать, легированного для повышения эффективности.Легирующие примеси должны быть мелкими и не должны ионизироваться в присутствии света. Фотопроводящий материал, используемый для этого фоторезистора, включает возбуждение носителей заряда между примесью и валентной зоной или зоной проводимости.

 

Теперь, когда мы рассмотрели механизм и типы, вы, должно быть, получили представление о том, как работает фоторезистор. Однако может возникнуть вопрос: как подключить фоторезистор в простой схеме?

Давайте посмотрим на пример ниже, который имеет очень простую схему фоторезистора.

Основная схема фоторезистора

На рисунке ниже показана принципиальная схема цепи фоторезистора. Он состоит из батареи, фоторезистора и светодиода. Эта настройка помогает понять поведение фоторезистора при воздействии электрического поля.

Базовая схема фоторезистора

 

СЛУЧАЙ 1: на фоторезисторе нет света (скажем, вы полностью закрыли фоторезистор)

Можете ли вы догадаться, что происходит?

Фоторезистор не может поглотить световую энергию; поэтому свободные электроны не образуются.Это означает, что даже если фоторезистор подвергается воздействию электрического поля, в нем нет свободных электронов, которые могли бы двигаться и запускать ток.

Что это значит? Да, это означает, что сопротивление потоку тока велико или, можно сказать, его сопротивление очень велико.

Загорится ли светодиодная лампа? Очевидно НЕТ, так как ток по цепи не течет.
СЛУЧАЙ 2: Свет падает на фоторезистор

Теперь тебе легко догадаться, верно?

Здесь фотоны падают на фоторезистор, поэтому световая энергия, необходимая для создания свободных электронов, поглощается им.Теперь, когда фоторезистор подключен к батарее, свободные электроны начинают двигаться, поскольку теперь они подвергаются воздействию электрического поля. Следовательно, мы можем сказать, что в цепи начинает течь ток.

Итак, что это означает в отношении сопротивления фоторезистора?

Да, вы правильно угадали; это означает, что сопротивление значительно уменьшилось, что позволяет течь току в цепи.

Таким образом, светодиод в этом случае загорится.

Следующий раздел позволяет понять общие области применения и области применения фоторезистора.

Фоторезистор – использование и применение

Автоматические уличные фонари: Одно из самых известных применений фоторезистора, с которым мы сталкиваемся в повседневной жизни, — это схемы автоматических уличных фонарей, как уже упоминалось во вступительном абзаце. Здесь они так используются в цепи, что уличные фонари включаются с наступлением темноты и выключаются утром.

Некоторые фоторезисторы используются в некоторых потребительских товарах, таких как экспонометры в камерах, датчики освещенности , например, в роботизированных проектах , радиочасах и т. д.

Они также используются для управления уменьшением усиления динамических компрессоров.

Они также считаются хорошими инфракрасными детекторами и поэтому находят применение в инфракрасной астрономии.

На этом мы подошли к завершению статьи, давайте вспомним, что мы узнали в этом коротком уроке.

Кратко о фоторезисторе
  • « Фотоны » + « Резистор » = Фоторезистор : Особый тип переменного резистора, сопротивление которого зависит от интенсивности падающего на него света.
  • Другие названия: Фотопроводник, фотоэлемент, светочувствительный резистор (LDR)
  • Уиллоуби Смит : Первый ученый, открывший фотопроводимость селена (полупроводника)
  • Конструкция: Изготовлен из светочувствительного полупроводникового материала. У них нет соединения PN.
  • Принцип работы: Когда свет падает на светочувствительный материал (или на фоторезистор), валентные электроны поглощают световую энергию и вырываются из ядра, превращаясь в свободные электроны.Эти электроны приводят к протеканию тока, когда применяется внешняя сила, такая как электрическое поле.

Приложения

Наиболее распространенное применение в цепях автоматических уличных фонарей и других потребительских товаров, таких как экспонометр, датчик освещенности и т. д.

Что такое фоторезистор?

Фоторезистор — это светочувствительный резистор, который медленно теряет свое сопротивление при воздействии высоких уровней ультрафиолетового света.В результате фоторезисторы преобразуют световую энергию в электрическую. Фоторезисторы используются в самых разных устройствах для обнаружения наличия света, управления устройством или активации системы. Обычно они зависят от внешних источников света, хотя могут быть подключены к системе, производящей собственный свет. Фоторезисторы обычно изготавливаются из сульфида кадмия, но их можно смешивать с примесями, чтобы позволить более низким частотам света запускать фотоэлектрическое устройство.

Как работает фоторезистор

Фоторезисторы

изготовлены из высокопрочных полупроводников, чувствительных к высоким фотонным частотам.Когда фотоны (частицы света) вступают в контакт с полупроводником, они заставляют электроны, которые были связаны с металлом, перескакивать на другой кусок полупроводника. Чем больше фотонов попадает в полупроводник, тем больше электронов выбивается из него. Это создает очень эффективный проводящий поток электричества, который проходит через полупроводник только при наличии света.

Приложения

Фоторезисторы используются для самых разных целей, и всем им требуется свет, чтобы определить, должно ли устройство быть включено, выключено или установлено в определенное положение.Фоторезисторы отвечают за включение/выключение уличных фонарей и измерение количества света, которое улавливает камера. Они также используются в некоторых типах будильников и часов. Фоторезисторы используются в динамических компрессорах для управления снижением усиления и могут быть откалиброваны для реагирования на инфракрасный свет.

Преимущества

Фоторезисторы

имеют несколько важных преимуществ, которые отличают их от других устройств. Они полностью зависят от того, сколько света они получают.Это означает, что внешние силы не будут мешать устройствам, к которым они подключены. Фоторезистор также очень прост, потому что это просто полупроводник с проводящим путем, подключенным к одному концу, для передачи тока от полупроводника к внешнему устройству, которое он питает.

Они достаточно малы, чтобы поместиться практически в любое электронное устройство, и используются по всему миру в качестве основного компонента во многих электрических системах. Кроме того, фоторезисторы имеют простую конструкцию и изготавливаются из широкодоступных материалов, что позволяет производить сотни тысяч единиц в год.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.