Una fotorresistencia se compone de un material semiconductor cuya resistencia varia en función de la iluminación. La fotorresistencia reduce su valor resistivo en presencia de rayos luminosos. Es por ello, que también se le llama resistencias dependientes de luz LDR (por sus siglas en ingles Light Dependent Resistors), fotoconductores o células fotoconductoras, su representación simbólica se muestra en la Figura 1.7.
Figura 1.7: Cualquiera de estos símbolos representa una fotorresistencia.
Cuando incide la luz en el material fotoconductor se generan pares electrón-hueco ya sea por transiciones de banda a banda (intrínsecos) o por transición que involucra niveles de energía de la banda prohibida (extrínsecos). Al haber un mayor número de portadores, el valor de la resistencia disminuye. De este modo, la fotorresistencia iluminada tiene un valor de resistencia bajo.
Si dejamos de iluminar, los portadores fotogenerados se recombinarán hasta volver a sus valores iniciales. Por lo tanto el número de portadores disminuirá y el valor de la resistencia será mayor, esto se puede comprender mejor si observamos la curva característica de una LDR en la Figura 1.8. Por supuesto, el material de la fotorresistencia responderá a unas longitudes de onda determinadas. Es decir, la variación de resistencia será máxima para una longitud de onda determinada. Esta longitud de onda depende del material y el dopado, y deberá ser suministrada por el proveedor. En general, la variación de resistencia en función de la longitud de onda presenta curvas como la de la Figura 1.9
Figura 1.8: Curva característica
Figura 1.9: Variación de resistencia en función de la longitud de onda de la radiación.
La longitud de onda de corte para el fotoconductor intrínseco se da por:
Donde λ es la longitud de onda que corresponde al ancho de la banda Eg para longitudes de onda mas cortas que λ la radiación incidente es absorbida por el semiconductor, y pares de electrón-hueco se generan (Figura 1.3). Para el caso extrínseco, la fotoexcitación puede ocurrir entre un extremo de la banda de conducción y un nivel de Eg energía en la banda. La fotoconductividad se basa por la absorción de fotones de energía igual o mayor que la separación de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción. En este caso, la longitud de onda de corte se determina por el espesor del nivel de energía de la banda prohibida.
Un fotodetector consiste simplemente de una capa de semiconductor con contactos ohmicos unidos en sus terminales opuestas como se ve en 
Figura 1.10: Diagrama esquemático de un fotoconductor
Para la realización de un fotodetector en general y para un fotoconductor en particular se mide en términos de tres parámetros:
1.- La eficiencia cuántica o ganancia.
2.- El tiempo de respuesta.
3.- Sensitividad (detectividad).
Así, es importante que al momento de elegir una fotorresistencia se tomen en cuenta los puntos siguientes:
· En 1er lugar, el rango de resistencia. Sin luz, un buen LDR se ha de comportar como un circuito abierto (alta impedancia). En tanto que presencia de luz, su mínima resistencia ha de estar en torno a los cien ohmios, o menos si pudiera ser.
· En segundo lugar, se ha de tener en cuenta, el tiempo que emplea un LDR en pasar de un estado de máxima resistencia, a otro de mínima resistencia, es decir, lo que tarda en conmutar desde una posición de circuito "cerrado", a otro estado de circuito "abierto". Este tiempo debe ser lo más pequeño posible, y ha de estar en torno al segundo.
El valor de la fotorresistencia (en Ohmios) no varía de forma instantánea cuando se pasa de luz a oscuridad o al contrario, y el tiempo que dura este proceso no siempre es igual si se pasa de oscuro a iluminado que si se pasa de iluminado a oscuro.
Esto hace que la LDR no se pueda utilizar en muchas aplicaciones, especialmente aquellas que necesitan de mucha exactitud en cuanto a tiempo para cambiar de estado (oscuridad a iluminación o iluminación a oscuridad) y a exactitud de los valores de la fotorresistencia al permanecer en cualquiera de los estados anteriores.
Hay muchas aplicaciones en las que una fotorresistencia es muy útil. En casos en que la exactitud de los cambios no es importante como en los siguientes circuitos:
- Luz nocturna de encendido automático, que utiliza una fotorresistencia para activar una o mas luces al llegar la noche
- Relé controlado por luz, donde el estado de iluminación de la fotorresistencia, activa o desactiva un Relay (relé), que puede tener un gran número de aplicaciones
El LDR o fotorresistencia es un elemento muy útil para aplicaciones en circuitos donde se necesita detectar la ausencia de luz de día.
No hay comentarios.:
Publicar un comentario