光电电阻器——工作、类型和应用
光是电磁辐射的一种形式。电磁波谱分为许多波段，光通常指的是可见光谱。但在物理学中，伽马射线、X射线、微波和无线电波也被考虑在内。。。
光是电磁辐射的一种形式。电磁波谱分为许多波段，光通常指的是可见光谱。但在物理学中，伽马射线、X射线、微波和无线电波也被认为是光。可见光谱的波长在400-700纳米范围内，介于红外线光谱和紫外线光谱之间。光以光子的形式携带能量。当这些光子与其他粒子接触时，能量会因碰撞而转移。利用光的这一原理，发明了许多有用的产品，如光电二极管、光电电阻器、太阳能电池板等。
什么是光电电阻器？
光具有波粒二象性。这意味着光具有粒子状和波浪状的性质。当光落在半导体材料上时，光中存在的光子被电子吸收，并被激发到更高的能带。
光致抗蚀剂是一种依赖光的电阻器，它根据入射到其上的光来改变电阻值。这些光致抗阻剂往往会随着入射光强度的增加而降低电阻值。
光电电阻器表现出光电导性。与光电二极管和光电晶体管相比，这些器件的感光度较低。光致抗蚀剂的电阻率随环境温度的变化而变化。
工作原理
光致抗蚀剂不像光电二极管那样具有P-N结。它是一个被动组件。这些是由高电阻半导体材料制成的。
当光入射到光致抗蚀剂上时，光子被半导体材料吸收。光子的能量被电子吸收。当这些电子获得足够的能量来破坏键时，它们就会跳到导带中。因此，光致抗蚀剂的电阻降低。随着电阻的减小，导电率增加。
根据用于光致抗蚀剂的半导体材料的类型，它们的电阻范围和灵敏度不同。在没有光的情况下，光致抗蚀剂可以具有以兆欧姆为单位的电阻值。在光的存在下，它的电阻可以降低到几百欧姆。
光电电阻器的类型
根据用于设计光电电阻器的半导体材料的特性，这些材料可分为两种类型——外部光刻胶和内部光刻胶。这些半导体在不同的波长条件下反应不同。
本征光致抗蚀剂是使用本征半导体材料设计的。这些本征半导体有自己的载流子。在它们的导带中不存在自由电子。它们在价带中含有空穴。
因此，为了激发本征半导体中存在的电子，从价带到导带，应该提供足够的能量，使它们能够穿过整个带隙。因此，我们需要更高能量的光子来触发该设备。因此，本征光致抗蚀剂被设计用于更高频率的光检测。
另一方面，外延半导体是通过用杂质掺杂本征半导体而形成的。这些杂质提供了用于传导的自由电子或空穴。这些自由导体位于更靠近导带的能带中。因此，少量的能量可以触发它们跳到导带中。外部光致抗蚀剂用于检测较长波长和较低频率的光。
光强度越高，光致抗蚀剂的电阻降就越大。光致抗蚀剂的灵敏度随着所施加的光的波长而变化。当没有足够的波长，足够的触发设备时，设备不会对光做出反应。外部光致抗蚀剂可以对红外波产生反应。本征光刻胶可以检测更高频率的光波。
光电电阻器符号
光电电阻器用于指示光的存在或不存在。它也被写成LDR。这些器件通常由Cds、Pbs、Pbse等组成。这些器件对温度变化很敏感。因此，即使光强度保持不变，也可以在光刻胶中看到电阻的变化。
光电电阻器的应用
光致抗蚀剂的电阻是光强的非线性函数。光电电阻器不像光电二极管或光电晶体管那样对光敏感。光刻胶的一些应用如下-
- 这些被用作光传感器。
- 这些是用来测量光的强度的。
- 夜光和摄影测光表使用光刻胶。
- 它们的延迟特性用于音频压缩器和外部传感。
- 光电电阻器也可以在闹钟、户外时钟、太阳能路灯等中找到…
- 红外天文学和红外光谱学也使用光刻胶来测量中红外光谱区域。
基于光电电阻器的项目
光电电阻器对许多业余爱好者来说是一种方便的设备。许多基于光刻胶的新研究论文和电子项目都是可用的。光电电阻器在医学、嵌入式和天文领域都有了新的应用。使用光刻胶设计的一些项目如下-
- 基于光敏电阻的、学生建造的光度计及其在染料法医分析中的应用。
- 生物相容性有机电阻存储器和光致抗蚀剂的集成，用于可穿戴图像传感应用。
- 使用智能手机进行光电门计时。
- 简单声光双控制电路的设计与实现。
- 光源位置检测系统。
- 移动机器人通过声音开启，并由外部光源进行方向控制。
- 用于建筑物和系统热力学分析的开源监测系统的设计。
- 过热保护装置。
- 用于检测电磁辐射的装置。
- 农业应用的自动双轴太阳能割草机。
- 用于现场监测系统的LED水浊度传感机制。
- 光感发光键盘是使用光刻胶设计的。
- 基于物联网的新型莫尔斯电码电子锁。
- 使用光刻胶的智能城市路灯系统。
- 使用计算机控制的可检测标记跟踪MRI介入设备。
- 这些用于光激活百叶窗。
- 光电电阻器还用于电视和智能手机的自动对比度和亮度控制。
- 为了设计接近控制开关，使用了光致抗蚀剂。
由于欧洲对镉的禁令，Cds和Cdse光刻胶的使用受到限制。光电电阻器可以很容易地实现并与微控制器接口。
这些设备在市场上可用作IC传感器。它们有环境光传感器、光到数字传感器、LDR等。一些常用的产品有OPT3002光传感器、LDR-无源光传感器等。OPT3002的电气特性、规格等可在德克萨斯仪器公司提供的数据表中找到。我们可以使用光刻胶作为光电二极管的替代品吗？有什么不同？