光敏電阻器主要應用於各種光電控制系統,如光電自動開關,航行標燈、路燈和其他自動亮滅的照明系統,自動給水停水裝置,機械上的自動保護和位置檢測器裝置,極薄零件的厚度檢測器,照相機自動曝光裝置,光電計數器,煙霧報警器,光電跟蹤系統等多方面。
德銘特電子提供五例光敏電阻應用電路圖例參考:靈敏光電繼電器,對數攝影光度計,光線中斷檢測器,非常靈敏的光電繼電器,及自動燈電路。圖例中的參數及元器件只供參考,實際應用需求仍須視現實狀況自行調整。
|
||||||||||
|
||||||||||
|
Light Dependent Resistor 直譯為光依賴電阻(又稱 LDR,光電導體,光敏電阻或光電池),有隨著其表面的光強度增加而降低阻值的特性,反之亦然,通常歸類於電阻電子元器件。典型的光敏電阻器與其電路符號如示出右側圖。
絕大多數 LDR 都是由硫化鎘(CdS)製成的,它們非常便宜,但阻值範圍廣。它們非常適用於檢測光照水平的變化,並確定它是否為“暗”或“亮”,但如無單獨校準,則不適合精確測量光照水平。
右圖是典型的光敏電阻 LDR。 它具有兩個導線,其端子位於光檢測器的表面 - 你看到的兩個金屬點是這些電極的末端。光檢測器組件的主體由陶瓷製成 - 絕緣體絕佳。在陶瓷的表面上,硫化鎘以條帶蛇形圖案塗覆(以使條帶的長度最大化,同時保持部件較小),其每端連接到電極,再用透明環氧樹脂塗覆。
硫化鎘是一種高電阻半導體,被選為光檢測器,因為它提供與人眼相同的光譜響應 - 即它“看到”響應於我們可以看到的相同的波長。具體來說,硫化鎘是光電導材料。這意味著用足夠的能量擊中光子,光子將從它們的原子鍵釋放電子。
當帶負電的電子被光的光子釋放時,它留下帶正電的“孔”。當光檢測器的兩根引線之間施加電壓時,自由電子沿著 CdS 條帶移向一邊,自由的“孔”移動向另一個方向;這是電流通過光檢測器的電荷運動。光強度越高,光子擊中 CdS 條帶越多。產生更多的電子 - 孔對,越多的電能可以流過光檢測器,因此光檢測器的電阻越低(即,當光強度高時,電流通過光檢測器更容易)。
從學術論述觀點:受到光照的半導體的電導率發生變化,或產生光生電動勢的現象稱為內光電效應。由於光照而引起半導體的電導率發生變化的現象稱為光電導效應。利用光電導效應原理的組件稱為光電導探測器,而作為半導體材料的一種體效應。光照越強,光電導材料的電阻率越小,故光電導材料又稱為光敏電阻。
光敏電阻器是光電路的重要組成部分,根據環境光線的強度自動開啟和關閉電路。例如,太陽能花園燈和夜間安全照明。例如,太陽能花園燈和夜間安全照明。LDR 甚至可以用簡單的背光遙控電路打開移動電話的設備。
不同的 LDR 具有不同的規格,德銘特電子生產標準的 LDR (PGM) 光敏電阻,在完全黑暗中具有 MOhm 的阻值,在明亮的光線中具 KOhm 的電阻值。
光敏電阻器基本電路有兩種,第一種在黑暗被啟動,第二種被光照啟動。這兩種電路非常相似,只需要一個 LDR,一些標準電阻器,一個可變電阻(又稱電位器)以及任何一個小信號晶體管。
在光敏電阻器基本電路圖 1 中,每當 LDR 處於黑暗狀態時,LED 亮起。10KOhm 可調電阻用於微調 LED 亮起之前所需的黑暗水平。10KOhm 標準電阻可根據實際需要,進行更改以達到所需效果。但任何更換必須電阻值至少為 1KOhm,以保護晶體管免受過大電流的損壞。
通過將 LDR 與 10KOhm 標準電阻 和 10KOhm 可調電阻交換(如光敏電阻器基本電路圖 2 所示),該電路將被光線啟動,當有足夠的光線落在 LDR 上,LED 將亮起 (手動使用 10KOhm 可調電阻進行微調)。
上面顯示的兩種電路並不實用。在實際的電路中,晶體管的正電壓輸入(Vin)和集電極(C)之間的 LED(和電阻)將被替換為要供電的器件。
通常使用繼電器,特別是當低電壓光檢測電路用於接通(或關閉)240V 電源設備時。該電路的部分的圖示於低電壓光檢測電路圖。當黑暗下降時(如果 LDR 電路配置如圖),則繼電器被觸發,240V 設備(例如安全燈)打開。