Fotorresistencia

Un fotorresistor (también conocido como fotorresistencia , LDR o célula fotoconductora ) es un componente pasivo cuya resistencia disminuye al aumentar la iluminancia (luz) en su superficie sensible; es decir, presenta fotoconductividad . Un fotorresistor se puede utilizar en circuitos detectores sensibles a la luz y en circuitos de conmutación activados por luz y por oscuridad, actuando como una resistencia semiconductora . En la oscuridad, un fotorresistor puede tener una resistencia de varios megaohmios (MΩ), mientras que con luz, puede tener una resistencia de tan solo unos cientos de ohmios. Si la luz incidente sobre un fotorresistor supera una determinada frecuencia , los fotones absorbidos por el semiconductor proporcionan a los electrones ligados la energía suficiente para saltar a la banda de conducción . Los electrones libres resultantes (y sus huecos correspondientes) conducen electricidad, reduciendo así la resistencia . El rango de resistencia y la sensibilidad de un fotorresistor pueden variar considerablemente entre dispositivos diferentes. Además, un mismo fotorresistor puede reaccionar de forma muy distinta a los fotones dentro de ciertas bandas de longitud de onda.

Un dispositivo fotoeléctrico puede ser intrínseco o extrínseco. Un semiconductor intrínseco posee sus propios portadores de carga y no es un semiconductor eficiente (como el silicio). En los dispositivos intrínsecos, la mayoría de los electrones disponibles se encuentran en la banda de valencia , por lo que el fotón debe tener suficiente energía para excitar el electrón a través de toda la banda prohibida . Los dispositivos extrínsecos incorporan impurezas, también llamadas dopantes , cuya energía del estado fundamental está más cerca de la banda de conducción; dado que los electrones no tienen que recorrer tanta distancia, los fotones de menor energía (es decir, longitudes de onda más largas y frecuencias más bajas) son suficientes para activar el dispositivo. Si en una muestra de silicio se sustituyen algunos de sus átomos por átomos de fósforo (impurezas), habrá electrones adicionales disponibles para la conducción. Este es un ejemplo de semiconductor extrínseco . ^{[ 1 ]}

Un fotorresistor es menos sensible a la luz que un fotodiodo o un fototransistor . La fotorresistencia de cualquier fotorresistor puede variar considerablemente según la temperatura ambiente, lo que los hace inadecuados para aplicaciones que requieren una medición precisa o sensibilidad a los fotones de luz.

Las fotorresistencias también presentan cierto grado de latencia entre la exposición a la luz y la consiguiente disminución de la resistencia, generalmente alrededor de 10 milisegundos. El tiempo de retardo al pasar de entornos iluminados a oscuros es aún mayor, a menudo de hasta un segundo. Esta propiedad las hace inadecuadas para detectar luces intermitentes rápidas, pero a veces se utilizan para suavizar la respuesta de la compresión de señales de audio. ^{[ 2 ]}

Existen muchos tipos de fotorresistencias. Las económicas células de sulfuro de cadmio (CdS) se encuentran en numerosos artículos de consumo, como fotómetros para cámaras, radios con reloj, dispositivos de alarma (como detector de un haz de luz), luces nocturnas , relojes de exterior, farolas solares y balizas solares para carreteras, etc.

Se pueden instalar fotorresistencias en las farolas para controlar cuándo se encienden. La luz ambiental que incide sobre la fotorresistencia hace que la farola se apague. De esta forma, se ahorra energía al garantizar que la luz solo esté encendida durante las horas de oscuridad.

Las fotorresistencias también se utilizan en sistemas de seguridad basados ​​en láser para detectar el cambio en la intensidad de la luz cuando una persona u objeto pasa a través del rayo láser.

Los optoacopladores resistivos , también conocidos como vactrols, están formados por una fotorresistencia y una fuente de luz. Esta fuente puede ser una pequeña lámpara incandescente o de neón , o un diodo emisor de luz (LED ). Si bien su popularidad ha disminuido, aún se utilizan en aplicaciones de audio, como compresores dinámicos . Un ejemplo común de esta aplicación se encuentra en muchos amplificadores de guitarra que incorporan un efecto de trémolo , ya que los patrones de luz oscilantes controlan el nivel de la señal que circula por el circuito del amplificador.

El uso de fotorresistencias de CdS y CdSe ^{[ 3 ]} está severamente restringido en Europa debido a la prohibición de cadmio de la RoHS .

Las resistencias fotorresistentes (LDR) de sulfuro de plomo (PbS) y antimoniuro de indio (InSb) se utilizan para la región espectral del infrarrojo medio. Los fotoconductores de Ge : Cu se encuentran entre los mejores detectores de infrarrojo lejano disponibles y se utilizan para la astronomía infrarroja y la espectroscopia infrarroja .

• Optoelectrónica
• Fotodetector

• Utilizar una fotorresistencia para rastrear la luz.
• Conectar una fotorresistencia a un circuito
• Limitaciones de la fotorresistencia
• Descripción general de la fotorresistencia : detalles sobre su funcionamiento, estructura e información del circuito.