Фоторезистор: характеристики, принцип работы, применение

Фоторезистор ардуино и датчик освещенности

фоторезистор

Самый популярный и доступный вариант датчика на рынке – это модели массового выпуска китайских компаний, клоны изделий производителя VT. Там не всегда можно разораться, кто и что именно производит тот или иной поставщик, но для начала работы с фоторезисторами вполне подойдет самый простой вариант.

Начинающему ардуинщику можно посоветовать купить готовый фотомодуль, который выглядит вот так:

На этом модуле уже есть все необходимые элементы для простого подключения фоторезистора к плате ардуино. В некоторых модулях реализована схема с компаратором и доступен цифровой выход и подстроечный резистор для управления.

Российскому радиолюбителю можно посоветовать обратить на российский датчик ФР. Встречающиеся в продаже ФР1-3, ФР1-4 и т.п. — выпускались ещё в союзовские времена. Но, несмотря на это, ФР1-3 – более точная деталь. Из этого следует и разница в цене За ФР просят не более 400 рублей. ФР1-3 будет стоить больше тысячи рублей за штуку.

Маркировка фоторезистора

Современная маркировка моделей, выпускаемых в России, довольно простая. Первые две буквы — ФотоРезистор, цифры после чёрточки обозначают номер разработки. ФР -765 — фоторезистор, разработка 765. Обычно маркируется прямо на корпусе детали

У датчика VT в схеме маркировке указаны диапазон сопротивлений. Например:

VT83N1 — 12-100кОм (12K – освещенный, 100K – в темноте)
VT93N2 — 48-500кОм (48K – освещенный, 100K – в темноте).

Иногда для уточнения информации о моделях продавец предоставляет специальный документ от производителя. Кроме параметров работы там же указывается точность детали. У всех моделей диапазон чувствительности расположен в видимой части спектра. Собирая датчик света нужно понимать, что точность срабатывания — понятие условное. Даже у моделей одного производителя, одной партии, одной закупки отличаться она может на 50% и более.

На заводе детали настраиваются на длину волны от красного до зелёного света. Большинство при этом «видит» и инфракрасное излучение. Особо точные детали могут улавливать даже ультрафиолет.

Достоинства и недостатки датчика

Основным недостатком фоторезисторов является чувствительность к спектру. В зависимости от типа падающего света сопротивление может меняется на несколько порядков. К минусам также относится низкая скорость реакции на изменение освещённости. Если свет мигает — датчик не успевает отреагировать. Если же частота изменения довольно велика — резистор вообще перестанет «видеть», что освещённость меняется.

К плюсам можно отнести простоту и доступность. Прямое изменение сопротивления в зависимости от попадающего на неё света позволяет упростить электрическую схему подключения. Сам фоторезистор очень дешев, входит в состав многочисленных наборов и конструкторов ардуино, поэтому доступен практически любому начинающему ардуинщику.

Основные понятия и устройство

Фоторезистор – это полупроводниковый прибор, сопротивление которого (если удобно – проводимость) изменяются в зависимости от того, насколько сильно освещена его чувствительная поверхность. Конструктивно встречаются в различных исполнениях. Наиболее распространены элементы такой конструкции, как изображено на рисунке ниже. При этом для работы в специфических условиях можно найти фоторезисторы, заключенные в металлический корпус с окошком, через которое попадает свет на чувствительную поверхность. Ниже вы видите его условное графическое обозначение на схеме.

Интересно: изменение сопротивления под воздействием светового потока называется фоторезистивным эффектом.

Принцип действия заключается в следующем: между двумя проводящими электродами находится полупроводник (на рисунке изображен красным), когда полупроводник не освещен – его сопротивление велико, вплоть до единиц МОм. Когда эта область освещена её проводимость резко возрастает, а сопротивление соответственно падает.

В качестве полупроводника могут использоваться такие материалы как: сульфид Кадмия, Сульфид Свинца, Селенит Кадмия и другие. От выбора материала при изготовлении фоторезистора зависит его спектральная характеристика. Простыми словами – диапазон цветов (длин волн) при освещении которыми будет корректно изменяться сопротивление элемента. Поэтому выбирая фоторезистор, нужно учитывать в каком спектре он работает. Например, под УФ-чувствительные элементы нужно подбирать те виды излучателей, спектральные характеристики которых подойдут к фоторезисторам. Рисунок, который описывает спектральные характеристики каждого из материалов изображен ниже.

Одним из часто задаваемых вопросов является «Есть ли полярность у фоторезистора?» Ответ – нет. У фоторезисторов нет p-n перехода, поэтому не имеет значения, в каком направлении протекает ток. Проверить фоторезистор можно с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления, измерив сопротивление освещенного и затемненного элемента.

Примерную зависимость сопротивления от освещенности вы можете видеть на графике ниже:

Здесь показано, как изменяется ток при определенном напряжении в зависимости от количества света, где Ф=0 – темнота, а Ф3 – яркий свет. На следующем графике приведено изменение тока при постоянном напряжении, но изменяющейся освещенности:

На третьем графике вы видите зависимость сопротивления от освещенности:

На рисунке ниже вы можете наблюдать как выглядят популярные фоторезисторы производства СССР:

Современные же фоторезисторы, нашедшие широкое распространение в практике самодельщиков, выглядят немного иначе:

Для обозначения элемента обычно используется буквенная маркировка.

Виды

Вообще все фотодатчики разделены на две основные группы:

Детали, обладающие внутренним фотоэффектом.
Детали с внешним фотоэффектом.

Их отличает друг от друга технология производства, а если быть точнее — сам состав фоторезистивного слоя.

Если в первых при изготовлении применены чистейшие химические составляющие, без посторонних примесей. Таким образом, у датчика меняются характеристики, фоторезистор практически не реагирует на видимый свет, но хорошо работает в инфракрасном диапазоне.

То вторые, наоборот, содержат примеси в полупроводниковом веществе. За счет этого расширяется спектр чувствительности в зоне видимого света и даже захватывает инфракрасный диапазон (тепловые лучи).

Хотя по принципу срабатывания и как подключить эти два вида не отличаются — внутреннее сопротивление уменьшается с увеличением интенсивности падающего на них светового потока.

Собственно это свойство помогает при монтаже плат с фотодатчиками. Вопрос как проверить фоторезистор решается проверкой его сопротивления мультиметром. В рабочем элементе должно быть большее сопротивление при отсутствии освещения. Если на его чувствительный элемент подать свет, то сопротивление моментально снизится до нескольких кОм.

Полупроводниковое фотосопротивление

Полупроводниковое фотосопротивление сильно изменяется при изменении освещенности, что позволяет применять его, например, в процессах автоматического управления.

Иногда полупроводниковые фотосопротивления не вполне удачно называют фотоэлементами. Фотоэлемент — это прибор, в котором лучистая энергия в той или иной степени непосредственно превращается в энергию электрическую. При падении на фоточувствитель-ную поверхность фотоэлемента лучистого потока в нем вырабатывается собственная электродвижущая сила. В вакуумных и газонаполненных фотоэлементах величина возникающей фотоэдс чрезвычайно мала, в вентильных фотоэлементах она может достигать значений в несколько десятых долей вольта. Совершенно иная картина наблюдается при падении светового потока на фоточувствительную полупроводниковую пластинку. Поглощенное излучение лишь уменьшает сопротивление полупроводника и не вызывает появления в нем ни электрического тока, ни электродвижущей силы.

Иногда полупроводниковые фотосопротивления не вполне удачно называют фотоэлементами. Фотоэлемент — это прибор, в котором лучистая энергия в той или иной степени непосредственно превращается в энергию электрическую. При падении лучистого потока на фоточувствительную поверхность фотоэлемента в нем вырабатывается собственная электродвижущая сила. В вакуумных и газонаполненных фотоэлементах величина возникающей фотоэдс чрезвычайно мала, в вентильных фотоэлементах она может достигать значений в несколько десятых долей вольта. Совершенно иная картина наблюдается при падении светового потока на фоточувствительную полупроводниковую пластинку. Поглощенное полупроводником излучение лишь уменьшает сопротивление вещества и не вызывает появления в нем ни электрического тока, ни электродвижущей силы.

Для характеристики полупроводникового фотосопротивления и возможной области его применения вводится ряд параметров.

В основе действия полупроводниковых фотосопротивлений лежит изменение электрического сопротивления полупроводника под действием света.

Фотоприставка состоит из осветителя и полупроводникового фотосопротивления. При прохождении стрелки мимо фотоприставки возникают два импульса. Первый импульс используется для перевода шитателя на режим досыпки, а второй — для отсечки подачи.

Условные обозначения оптронов.| Цоколевка оптопар.

В резисторной оптопаре фотоприемным элементом служит полупроводниковое фотосопротивление ( ФС) — фоторезнстор.

На рис. 5.16 схематически изображено устройство полупроводникового фотосопротивления.

Приборы дискретного действия с фотоэлектрическими датчиками на полупроводниковых фотосопротивлениях, диодах и других полупроводниковых приборах основаны на эффекте модуляции светового потока вращающимися деталями, жестко соединенными с рабочими поверхностями ротационных приборов.

Световой поток на выходе из линзы измеряют с помощью полупроводникового фотосопротивления.

Многие автоматические устройства включают в себя в качестве основного элемента полупроводниковое фотосопротивление, представляющее собой чувствительный индикатор, реагирующий на изменение лучистого потока. Следует заметить, что, помимо фотосопротивлений, существуют и другие виды световых индикаторов. К ним относятся, например, вакуумные и газонаполненные фотоэлементы, в основу устройства которых положено использование внешнего фотоэффекта.

Среди полупроводниковых приборов, нашедших применение в схемах автоматики, значительное место принадлежит полупроводниковым фотосопротивлениям и фотоэлементам с запирающим слоем — вентильным.

Схема измерительной позиции автомата БВ-471.

В автоматах ЛИЗ ( Ленинградского инструментального завода) для контроля и сортировки деталей подшипников качения и других массовых деталей применяется фотоэлектрический метод измерения с отражением светового потока от поверхности промежуточного зеркала на полупроводниковые фотосопротивления.

Где используется

Когда мы узнали об устройстве и параметрах фоторезисторов, давайте поговорим о том, для чего он нужен на конкретных примерах. Хоть и применение фотосопротивлений ограничено их быстродействием, от этого область применения меньшей не стала.

Сумеречные реле. Их еще называют фотореле – это устройства для автоматического включения света в темное время суток. На схеме ниже изображен простейший вариант такой схемы, на аналоговых компонентах и электромеханического реле. Её недостатком является отсутствие гистерезиса и возможное возникновение дребезжание при приграничных величинах освещенности, в результате чего реле будет дребезжать или включаться-отключаться при незначительных колебаниях освещенности.
Датчики освещенности. С помощью фоторезисторов можно детектировать слабый световой поток. Ниже представлена реализация такого устройства на базе ARDUINO UNO.
Сигнализации. В таких схемах используются преимущественно элементы, чувствительные к ультрафиолетовому излучению. Чувствительный элемент освещается излучателем, в случае появления препятствия между ними – срабатывает сигнализация или исполнительный механизм. Например, турникет в метро.
Датчики наличия чего либо. Например, в полиграфической промышленности с помощью фоторезисторов можно контролировать обрыв бумажной ленты или количество листов, подаваемых в печатную машину. Принцип работы подобен тому, что рассмотрен выше. Таким же образом можно считать количество продукции, прошедшей по конвейерной ленте, или её размер (при известной скорости движения).

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Наверняка вы не знаете:

Как сделать фотореле своими руками
Как подключить датчик движения для освещения
Что такое резистор и для чего он нужен

Принцип работы

В неактивном состоянии полупроводник проявляет свойства диэлектрика. Для того, чтобы он проводил ток, необходимо воздействие на вещество внешнего стимулятора. Таким стимулятором может быть термическое воздействие или световое.

Под действием фотонов света полупроводник насыщается электронами, в результате чего он становится способным проводить электрический ток. Чем больше электронов образуется, тем меньшее сопротивление току оказывает полупроводниковый материал. Зависимость силы тока от освещения иллюстрирует график на рис. 6.

Рис. 6. График зависимости силы тока от освещения

На этом принципе базируется работа фоторезисторов. Образованию электронов способствует как видимый спектр света так и не видимый. Причем фоторезистор более чувствителен к инфракрасным лучам, имеющим большую энергию. Низкую чувствительность к видимому свету проявляют чистые материалы.

Для повышения чувствительности фоторезистивного слоя его легируют разными добавками, которые образуют обновленную внешнюю зону, расположенную поверх валентной зоны полупроводника. Такое внешнее насыщение электронами потребует меньше энергии для перехода в состояние насыщения фототоком проводимости. Возникает внешний фотоэффект, стимулированный видимым спектром излучения.

Путем подбора легирующих добавок можно создавать фоторезисторы для работы в разных спектральных диапазонах. Фоторезистор имеет спектральную чувствительность. Если длина световых волн находится вне зоны проводимости, то прибор перестает реагировать на такие лучи. Освещенность в таких случаях, уже не может оказывать влияния на токопроводимость изделия.

Выбор спектральных характеристик зависит от условий эксплуатации изделия и решаемых задач. Если интенсивностей излучения не достаточно для стабильной работы устройства, его эффективность можно повысить путем подбора чувствительных элементов, с соответствующим полупроводниковым слоем.

Важно помнить, что инерционность фоторезисторов заметно выше чем у фотодиодов и фототранзисторов. Инерционность прибора имеет место потому, что для насыщения полупроводникового слоя требуется некоторое время

Поэтому датчик всегда подает сигнал с некоторым опозданием.

Схема подключения

Схема подключения фотореле в едином пластмассовом корпусе для уличного освещения достаточно проста, что можно увидеть на (рис. 5). Внутри корпуса прибора есть две пары клемм. Одна из них подсоединяется к сети, а к другой подключают светильник. Из корпуса приборов, в которых клемм нет, выводятся три провода различного цвета. Для их подсоединения вблизи фотореле устанавливают распределительную коробку. «Нулевой» провод подключаются к светильнику и к самому реле на прямую через скрутку или клемник, «земля» так-же через скрутку или клемник на прямую к светильнику, «фазный» провод через реле в разрыв. Проще говоря перед нами схема подключения одноклавишного выключателя, только в роли выключателя у нас реле.

Применение

Благодаря низкому порогу чувствительности фоторезисторы часто используются для регистрации слабых потоков световых волн.

Это качество используется:

в сортировальных машинах;
в полиграфической промышленности для регистрации факта обрыва бумажной ленты;
в сельскохозяйственных машинах для контроля густоты высевания зерновых;
в световых реле для включения/отключения освещения, в фотоэкспонометрах и т. п.

В промышленной электронике фоторезисторы применяются для учета изделий, движущихся на ленте транспортера или падающих в емкость для хранения.

Сам по себе датчик не может производить расчёты, но его сигналы используются и обрабатываются микроконтроллерами, с последующими вычислениями. Сигналы фоторезистора воспринимаются как аналоговыми, так и цифровыми логическими схемами. Задержка сигнала на доли секунды в большинстве случаев не является препятствием для использования фоторезисторов.

На базе фоторезисторов производятся оптроны – приборы с собственным источником света, которым можно управлять. Пример схемы такого устройства показан на рис. 9.

Рис. 9. Схема оптрона

Несмотря на некоторые недостатки приборов, эра фоторезисторов видимо еще не закончилась.

Типичные неисправности фотореле

Неудачи в применении фотореле чаще всего вызваны с их неправильным выбором и/или эксплуатацией. Наиболее распространены отказы, превышение ресурса, однако можно перечислить ещё ряд причин:

Превышение значения допустимого тока и/или напряжения.
Сбои, связанные с длительностью рабочего цикла (особенно, когда реле переключает очень низкие уровни сигнала или, когда реле не срабатывает очень часто, из-за чего контакты окисляются).
Загрязнение рабочей поверхности фотодатчиков (особо характерно для фотореле, которые обслуживают промышленное оборудование).
Неудовлетворительная вентиляция релейных панелей, что вызывает, перегрев MOSFEТ-транзисторов.

При надлежащем регламентном облуживании все эти проблемы можно предотвратить. Сроки службы реле и его номинальная мощность всегда указываются производителем. Эти параметры определяются для работы фотореле в условиях переключения низкого уровня и соответствуют минимальному количеству операций, которое можно ожидать без механического отказа из-за износа контактов.

Гораздо информативнее, когда разработчик указывает в инструкции по эксплуатации срок службы реле в условиях горячего переключения нагрузки, когда значения тока и напряжения максимальны (при номинальной мощности устройства). В этих случаях реле выходит из строя по факту загрязнения материала контактов, когда для срабатывания приходится увеличивать ток и напряжение: это сопровождается резким возрастанием сопротивления при прохождении управляющего сигнала. Поэтому световоспринимающие поверхности следует очищать возможно чаще, используя для этих целей химически нейтральные очистители.

При интенсивном применении датчик фотореле никогда не работают дольше, чем указано в их технической характеристике. Даже в приложениях с низким уровнем сигнала неисправности в проверяющих устройствах могут вызывать сбои устройства. В результате пусковые токи, вызванные ёмкостными нагрузками, горячим переключением и скачками напряжения ускоряют их старение.

Схемы соединения

Вариантов соединений фоторезистора с Ардуино может быть несколько, но мы разберем пару вариантов.

Первый вывод -> 5 В
Второй вывод -> A0 (сопротивление подключено к заземлению и ко второму выводу фоторезистора).

Вариант 2

Выше показана вторая схема, которую вы можете использовать, чтобы начать любые эксперименты. Фоторезистор и резистор 10 кОм питаются от источника питания 5 В Arduino и образуют делитель потенциала, который защищает Arduino от коротких замыканий и гарантирует, что по крайней мере какое-то сопротивление всегда присутствует на линии.

Провод от этой схемы соединен с аналоговым входом 0 на Arduino. Резисторы понижают напряжение, проходящее через них, и поэтому для считывания изменений в освещении этой цепи вы можете использовать аналого-цифровые преобразователи (АЦП) Arduino для измерения уровня напряжения на входе. АЦП преобразуют аналоговое значение в целое число в диапазоне от 0 до 1023.

Когда фоторезистор подвергается воздействию света, его сопротивление уменьшается, и поэтому показания напряжения будут выше. Когда свет блокируется, сопротивление фоторезистора увеличивается, и поэтому показания напряжения будут ниже.

Фоторезистор представляет собой простой пассивный компонент с двумя клеммами и не имеет полярности — не имеет значения, в каком направлении вы поместите его в цепь.

Применение фоторезисторов

Наиболее распространенные примеры использования фоторезисторов можно рассмотреть после того, как мы детально разобрались в их особенностях и принципе работы. Даже при довольно жестких границах быстродействия вариантом, где данные приборы остаются очень востребованными, можно назвать довольно много:

для автоматического режима включения осветительных устройств с наступлением темного времени суток оптимальным выбором будут сумеречные реле. Наличие специального реле электромеханического варианта конструкции и оригинальных деталей отличает самый простой образец данного прибора на нижнем изображении. Минусом можно назвать потенциальные проблемы с возможностью неприятной вибрации при крайних показателях напряжения. Здесь не исключается при минимальной смене освещенности самопроизвольное отключение и включение;
детектирование светового потока небольшой интенсивности достигается при помощи датчиков освещенности. Популярная модификация – конструкция на основе ARDUINO UNO;
повышенная чувствительность к УФ-излучению присуща схемам сигнализации. При возникновении препятствия между излучателем и принимающим элементом срабатывает исполнительный механизм;
в промышленности широко применяются датчики наличия иных параметров.

Теперь можно говорить о подробном знакомстве с особенностями конструкции, рабочими характеристиками и областью использования фоторезисторов.

Наглядное изложение материалов статьи на видео.

← Предыдущая страница
Следующая страница →

Можно ли обойтись без резисторов?

Действительно, в некоторых случаях можно не использовать токоограничивающий резистор. Рассмотренный нами светодиод можно напрямую запитать от двух батареек 1,5В. Так как его рабочее напряжение составляет 3,2В, то протекающий через него ток будет меньше номинального и балласт ему не потребуется. Конечно, при таком питании светодиод не будет выдавать полный световой поток.

Иногда в цепях переменного тока в качестве токоограничивающих элементов вместо резисторов применяют конденсаторы (подробнее про расчет конденсатора). В качестве примера можно привести выключатели с подсветкой, в которых конденсаторы являются «безваттными» сопротивлениями.

Работа фоторезистора

Примем за основу утверждение, что речь идет о полупроводниковом приборе с зависящим от степени освещения его поверхности сопротивлением. Встречаются самые разные варианты конструкции. Для эксплуатации в специфических условиях в основном берутся модели с металлическим корпусом и, расположенным в нем для проникновения света, окошком. Графическое изображение такого варианта исполнения приводится на рисунке ниже.

Главный принцип работы фоторезистора – это резкое увеличение его проводимости синхронно с падением сопротивления на участке между парой проводящих электродов. В условиях темноты сопротивляемость полупроводника выражается большими числами и может достигать Мом показателей.

Выбор материалов изготовления довольно обширен, от этого зависит номинальная характеристика спектральности прибора. Чтобы не усложнять понимание сложными терминами, можно обозначить такое свойство, как корректное изменение сопротивления в соответствующем диапазоне длин волн при меняющемся освещении

Следовательно, принимать во внимание рабочий спектр фоторезистора необходимо при выборе устройства

Примером может быть ситуация с подходящими спектральными параметрами при подборе полупроводников под элементы с УФ-чувствительностью. С характеристиками разных материалов можно ознакомиться на следующем рисунке.

Часто приходится отвечать на вопрос, как работает фоторезистор с учетом направления протекания тока

Здесь важно понять, что подобный прибор любой конструкции не имеет полярности, говоря по-другому отсутствует p-n переход. Нет никакой разницы в имеющемся на конкретный момент направлении

Проверка прибора выполняется в режиме показаний сопротивления обычным мультиметром. При этом тестируются элемент в затемненном и освещенном состоянии.

Специальный график понадобится для анализа примерной зависимости освещения от уровня освещенности.

Ф3 – показатель тока при самом ярком свете, а Ф будет таким же параметром в темноте.

Еще один рисунок показывает, как при изменении светового потока трансформируется ток постоянного напряжения.

И, наконец, третий график демонстрирует взаимосвязь сопротивления и освещенности.

Любопытно наглядно познакомится с популярными моделями времен выпуска в СССР.

Более новые образцы визуально смотрятся несколько по-другому.

Маркировка для обозначения параметров таких элементов делается в буквенном виде.

Технические характеристики

Какие критерии применять при выборе фоторезистора?

Первым делом обращайте внимание на спектральные характеристики. Если этот параметр вы неправильно выберете, то с большой долей вероятности устройство работать не будет или его функционирование будет нестабильным

Например, фоторезисторы с внутренним эффектом не будут реагировать на дневной свет. Если в качестве облучателя не планируется использовать ИК излучатель, то остановите свой выбор на втором типе приборов.

Другие важные характеристики:

интегральная чувствительность;
энергетическая характеристика (порог чувствительности);
инерционность.

Вольт-амперная характеристика показывает зависимость величины тока от приложенного напряжения. Графически такая характеристика изображается в виде гиперболы. Но если выполняется условие стабильности интенсивности освещения, то ест световой поток Ф = const, то зависимость силы тока от напряжения будет линейной, а график – прямой линией. (см. рис. 8 а).

Энергетическая характеристика показывает, как зависит сила тока от величины светового потока, при постоянном напряжении (см. рис. 8 б). На графике видно как изменяется энергетическая кривая: сначала она устремляется вверх, а при достижении какого-то предела плавно изменяет направление и почти параллельна оси светового потока. Объясняется это тем, что после насыщения полупроводникового элемента его сопротивление минимально и в дальнейшем не зависит от интенсивности света.

Рисунок 8. Характеристики фоторезистора

Что касается инерционности, то она в разной степени присутствует у всех типах датчиков. Если вам нужна молниеносная реакция на свет, то лучше используйте фотодиод.

Параметры фоторезисторов

Иногда попадают в руки фоторезисторы, применение которых вызывает затруднения из-за отсутствия информации о них. Наткнувшись на эти справочные данные посчитал необходимым поместить их на страницах сайта. Думаю Вам они будут полезны.

Марка фото резис тора	Матер чувcтви тельного элемета	Габариты, мм	Площадь чувстви тельного слоя, мм*	λмаке/обл. спектр. чуств. мкм	λ0мкм	Раб. напря жение, U, В	Макс. напря жение, В	Темно вое сопротив ление, мОм	Уд. чувстви тельность Sуд, мкА /(лм-В)	S макс мка/лм	Темно вой ток мкА	I, мА	Относ. измене ние R (Rt\|R)мин	Посто янная времени τ , С	Допу стимая рассеи ваемая мощн. Вт	Темп -ное измен чувств %/К	Масса, г	Доп. интер вал темп ератур, °С
ФС-АО	PbS	7,5X12	30	2,1	3,2	4—40	40	0,04—0,4	500	7500	—	—	1,2	4-10-5	0,002	—	—	—
ФС-А1	PbS	7,5X12	24	2,1	3,2	4—40	40	0,04—0,4	500	7500	150 (U=15)	—	—	4-10-5	0,002	—	—	—
ФС-А6	PbS	5,5X28	115	2,1	3,2	5—30	30	0,05—0,3	500	7500	150 (U=15)	—	4-10-5	0,002	1,5	—	—
ФС-АГ1	PbS	9X22	28	2,1	3,2	10—75	75	0,0047——0,043	500	7500	—	—	—	—	0,002	—	5,5	—
ФС-АГ2	PbS	—	96	2,1	3,2	10-75	75	0,0047— 0,043	500	7500	—	—	—	—	0,002	—	19,5	—
ФС-КО	CdS	—	28,0	0,64	0,9	220	300	3,3	6000	1,8.10-6	—	>1,5	100	2,5-10-2	0,1	0,2	-60-+85
ФС-К1	CdS	4,5X28	28,0	0,64	0,9	220	300	3,3	6000	—	15(U=50)	>1,5	100	2,5-10-2	0,15	0,2	—	—
ФС-К2	CdS	4,5X12,5 X28	28,0	0;64	0,9	220	300	3,3	1200	__	15	0,3	60	—	0,1	0,12	—
ФС-К4	CdS	—	24	0,64	0,9	220	300	2,0	6000	—	30	1,5	100	—	—	0,2	—	—
ФС-К5	CdS	0,9X1,0 X6,0	1,0	0,64	0,9	60	100	5,0—10,0	3000	—	1,0	0,2	40	—	—	—	—	-25-+ 55
ФС-К6	CdS	—	125	0,64	0,9	220	400	3,3	3000	—	—	1,5	100	—	—	—	—	—
ФС-К7а	CdS	—	200	0,64	0,9	220	400	0,5	6000	—	100	0,8	10	—	—	—	—	-40—+60
ФС-К7б	CdS	_	200	0,64	0,9	50	100	0,1	6000	2,4.106	100	2,0	10	—	—	—	—	-60— + 85
ФС-КП	CdS	_	28,8	0,64	0,9	50	400	0,3	6000	—	1,5	1,5	100	—	—	—	—	—60—+85
ФС-КГ2	CdS	—	57,6	0,64	0,9	50	400	1,6	6000	—	3,0	3,0	100	—	—	—	—	—60—+85
ФС-КМ1	CdS	28	28	0,51	0,55	60—150	150	10	2	—	—	—	1000	10-2-10-з	0,01	—	—	—
ФС-КМ2	CdS	30	20	0,52	0,55	60—150	150	10	(U=70 В)	—	—	—	1000	10-2-10-з	0,01	—	—	—
ФС-ДО	CdSe	2X8,5 X16,5	28	0,78	1,22	30	200	2,0	20 000	—	10	—	1000	5-Ю-з	0,05	0,7	—	—
ФС-ДМ	CdSe	—	2,0	0,74	1,22	100	—	100,0	—	—	—	—	—	—	0,03	1,0	—	—
ФС-Д1	CdSe	—	—	0,78	1,22	30	—	2,0	30 000	9-106	—	—	500	(3-15) X Х10-з	0,05	0,7	—	—
ФС-ДГ1	CdSe	22X9	—	0,78	1,22	20	—	2,0	600	—	10	—	150	5-10-5	—	—	—	—
ФС-ДТ1	CdSe	—	—	0,78	1,22	200	—	2,0	—	—	10	1,5	150	—	—	1,5	—	—60- +40
СФ2-4	CdSe	6,7X3,2	4	0,45… 0,85	0,85	5—50	50	—	—	—	0,5 (U=5 В)1,5(U= 15 В)	—	—	0,125 (0,035)	0,01	-0,4	2	—60— +70
СФ2-1	CdSe	2,5X5X8	10	0,9	0,65	15	40	15	—	1,05	1(U=15 В)	500	500	0,04	—	0,5	0,5	—60-85
СФ2-1А	CdSe	0,5X5X8	4,2	0,9	0,60	5—30	50	15	—	0,2	—	650	—	0,03	0,01	—3,0	0,5	-50—+ 60
СФ2-5	CdSe	8X5,8	5,8	0,3… 0,8 /0,55	0,80	1,3	10	1	—	—	1,3	—	—	0,08 (0,05)	0,025	0,4	2	—
СФ2-8	CdSe	—	—	—	0,85	100	150	100	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
СФ2-12	CdSe	Трех элемен тный 8×4,3	3X1,1	0,4… 0,8	0,80	5,15	50	15	—	—	0,3 (U= =20В)- 2 (U=70 в)	—	—	—	0,01	0,4	—	-60—+ 70
СФ2-16	CdSe	3,4×2,3	1,8Х Х0,25	0,6	0,85	10	—	3,3	—	—	з	0,3—1,0	—	100мк/с	0,01	—	—	—
СФ2-18	CdSe	10×5,8	5,8	УФ	1	100	150	10	—	—	10	0,5	—	10-5	0,05	—	—	-60-+ 70
СФ2-19	CdSe	10×5,8	5,8	То же	—	5	10	0,25	—	_	20	1,0	—	10-5	0,05	—	—	-60—+70
СФ2-2	CdSe	15x9x3,5	72	0,65	1 0,9	1,3—5	5	2	—	—	—	1,5	—	1,5	0,1	0,4	1	-40—+50
СФЗ-1	CdSe	8X5X2,5	1,25	0,78	1,1	15	—	30	—	—	0,5(U=15 В)	—	1500	—	—	—1,5	0,5	-60-+85
СФЗ-1А	CdSe	8X5X2,5	0,9	0,74	1,0	15—50	50	30	—	—	0,5 (U=15 В)	0,75	—	—	0,01	—	0,05	-50-+60
СФЗ-2А	CdSe	—	—	0,67-0,77	0,85	10	10	5,0	—	—	2	3,0	—	20×10-6	—	0,9	—	-60-+70
СФЗ-2Б	CdSe	—	—	0,67-0,77	0,85	10	10	10	—	—	0,01	1,5	—	8×10-6	—	2	—	-60-+70
СФЗ-3	CdSe	10,3X4,3	10 мм2	0,76	1,1	10	—	10	—	1,2	0,3	0,3	—	6Х10-6	0,05	1,5	2	-б0-+ 70
СФЗ-4А	CdSe	—	—	0,67-0,77	0,85	1,5	1,5	1.0	—	—	1,5	2,0	—	20×10-6	—	0,9	—	—60—70
СФЗ-4Б	CdSe	—	—	0,67-0,77	0,85	1,5	1,5	100	—	—	0,015	1,2	—	8Х10-6	—	2	—	—
СФЗ-7А	CdSe	—	—	—	—	20	20	20	—	—	1,0	2,0	—	20Х10-6	—	0,9	—	—
СФЗ-7Б	CdSe	—	—	—	—	20	20	2000	—	—	0,01	1,2	—	8×10-6	—	2,0	—	—
СФЗ-9А	CdSe	—	—	—	—	50	50	50	—	—	1,0	2,0	—	20×10-6	—	0,9	—	_
СФЗ-9Б	CdS9	—	—	—	—	50	50	5000	—	—	0,01	1,0	—	8Х10-6	—	2,0	—	—
СФЗ-5	CdSe	8X5,8	5,8	0,4—1,1	1,1	2	6	2	—	—	1 (U= =20 В)	—	—	(10-60) Х10-6	0,025	0,4	—	—
СФЗ-8	CdSe	8X5,8	5,8	9,4—1,1	1,1	20	50	20	—	—	5(U= =20 В)	—	—	(10-60) Х10-6	0,125	0,4	2 1	—
СФЗ-16	CdSe	—	—	—	—	10	10	10	—	—	1,0	0.5	—	20X106	1	2	—

Фоторезисторы успешно применяются в различных электронных устройствах измерения, автоматики и управления.

В некоторых применениях им просто нет замены!

Литература:

Оптико-электронные приборы (Основы расчета), А.В. Павлов, М, Энергия, 1974г.
Фоторезистор СФ2-5, техничекие условия: ОЖ0.468.226 ТУ, sf25.pdf

Подготовил А.Сорокин

Устройство

От модели к модели меняется форма корпуса или активный слой, но одно остается неизменно.

Это основа — подложка из керамического материала.

На подложке змейкой наносят методом напыления тончайший слой проводника из золота или платины.

Также в качестве полупроводников могут быть использованы различные типы фоторезистивных материалов.

Если необходимо зафиксировать видимый свет с длинной волны:

То чаще всего применяется селенид кадмия и сульфид кадмия.

Для фиксации инфракрасного излучения пластины могут быть сделаны из:

германия в чистом виде либо с добавлением небольших примесей;
кремниевыми;
сульфида свинца и прочих химических сочетаний на его основе.

В чистом виде германий или кремний встречается в деталях, обладающих внутренним фотоэффектом.

Остальные примеси могут, применены в устройствах с внешним фотоэффектом.

Производство первых серийных сернисто-висмутовых фоторезисторов в нашей стране было налажено в 1948 г.

Позднее их заменили на сернисто-кадмиевые и селенисто-кадмиевыми модели, у которых проявились гораздо лучшие параметры.

В любом случае свойства остаются прежними.

Напыленные, таким образом, слои, имеют вывода на электроды, по которым попадает электрический ток.

Сверху всю конструкцию вмещают в корпус, защищенный тонким слоем прозрачного пластика, через который попадают световые потоки.

Форма размеры и материал защитного корпуса могут быть различными. Эти параметры определяются производителем, исходя из предназначения фоторезистора и выглядят по-разному.

Устройство обычного фоторезистора может быть разного исполнения:

в металлическом корпусе;
в пластиковом корпусе;
открытого типа.

Не всегда применяется и напыление металлов. Токопроводящий слой может быть вырезан из тонкого слоя полупроводника.

Встречаются варианты и пленочных фотодатчиков.

Фоторезистор: основные параметры