فتورزیستور مقاومت نوری

مقاومت نوری عملکردی شبیه به ترانزیستور نوری دارد ، اما همانطور که از نامش پیداست ، کاملا یک قطعه ی پسیو بوده و مقاومت خود را در برابر نور تغییر می دهد .

قبلا از کلمه ی فوتوسل استفاده می شد ، اما بعد ها با کلمه ی مقاومت نوری جایگزین شد ، که عملکرد آن را با صراحت بیشتر توصیف می کند . عبارت سلول هدایت نوری نیز گاهی اوقات استفاده می شود و یا مقاومت وابسته به نور ( یا علامت اختصاری آن LDR ) .

کاربرد

مقاومت نوری که قبلا با نام فوتوسل شناخته می شد یک قطعه به شکل دیسک با دو سر میباشد . هنگامی که نور روی سطح دیسک تابیده می شود ، مقاومت بین دو سر کاهش پیدا می کنند . برخی از مقاومت های نوری در تاریکی تا حدود ۱۰ مگا اهم مقاومت دارند . برخی از آن ها در شرایط روشن ۵۰۰ اهم مقاومت دارند ، با اینکه مقاومت چند کیلواهمی رایج تر است .

مقاومت نوری نسبت به ترانزیستور نوری و یا دیود نوری نسبت به نور حساسیت کمتری دارد و بر خلاف آن ها یک قطعه ی پسیو است . مقاومت آن در هر دو جهت برابر بوده و می توان با سیگنال DC یا AC آن را به کار برد 

چون کادمیوم سولفید اغلب در این قطعه استفاده شده و این ماده به محیط زیست مضر شناخته می شود ، اکنون مقاومت های نوری در برخی از مناطق موجود نیستند ( بیشتر از همه ، اروپا ) . با این همه ، در زمان نوشتن این دانشنامه ، در بسیاری از منابع آسیایی و برخی وارد کنندگان آمریکایی موجود هستند .

نماد شماتیک

شش نماد شماتیک برای مقاومت نوری در شکل زیر آمده است . از نظر عملکرد هر شش تا یکسان هستند و مهم نیست که فلش روی داشته باشد یا نه .

شش نماد برای مقاومت نوری که همگی یکسان هستند

عملکرد

کادمیوم سولفید یک نیمه هادی است . هنگامی که در مقابل نور قرار می گیرد ، حامل های بار بیشتری وارد وضعیتی می شود که متحرک شده و در هدایت می توانند تأثیر گذار باشند . در نتیجه ، مقاومت الکتریکی کاهش پیدا می کند .

ساخت

نمای نزدیکی از مقاومت نوری در شکل زیر آمده است . مواد قهوه ای لایه ای از سولفید کادمیوم است که بر روی پایه ی سرامیکی قرار گرفته است . مواد نقره ای یک ترکیب هادی است که در داخل کادمیوم سولفید از دو الکترود بخار می شود ، به شکلی که طول مرز بین هر یک از آن ها و نیمه هادی در حالت حداکثر باشد . الکترودهای متصل به سر ها از انتهای قطعه بیرون می آیند .

نمای نزدیکی از مقاومت نوری 

انواع مدل ها

مقاومت های نوری کوچک ممکن قطری به اندازه ی ۵mm و مقاومت های نوری بزرگ تر تا ۲۵mm اندازه داشته باشند . این سایز معمولا قابلیت قطعه برای عبور جریان را مشخص می کند .

مقاومت های نوری در ایزولاتور های نوری یک ایزولاتور نوری ، که عموما به آن اپتوکوپلر گفته می شود ، از یک LED در مقابل یک مقاومت نوری تشکیل شده است که در یک بسته بندي محفوظ قرار دارد .

واكترل نیز یک قطعه ی مشابه است . اما LED در مقابل مقاومت نوری قرار می گیرد . یک مثال در شکل زیر آمده است .

یک واکترل حاوی یک led در مقابل مقومت توری شبکه ی پشت زمینه میلی متری است

واكترل یک نام تجاری است که صاحب آن تولید کننده ی Vactec است . توسعه ی این قطعه برای کنترل حباب خلاء انجام شده است و نام آن نیز از همینجا می آید .

در سال ۱۹۵۰ ، واكترل ها در تقویت کننده های دیجیتالی برای کنترل لرزش صدا مورد استفاده قرار گرفتند .

به دلیل زمان واکنش نسبت کمی که مقاومت نوری دارد و حساسیتی که نسبت به دما دارد . ایزولاتور های نوری مبتنی بر مقاومت نوری در دستگاه های دیجیتالی مورد استفاده قرار نمی گیرند . اما در تجهیزات صوتی و موسیقی کاربرد زیادی دارند ، که در آن قابلیت مقاومت نوری برای عبور جریان AC یک مزیت محسوب شده و زمان واکنش آن مناسب است .

مقادير

دیتاشیت های چند مقاومت های نوری را هنوز هم می توان از برخی از عرضه کننده ها پیدا کرد ، مانند Digi – key ، اما زیاد رواج ندارند ، زیرا دیگر تولید کنندگان نیمه هادی بزرگ این قطعات را تولید نمی کنند . عرضه کنندگان ممکن است مقادیر کمی را فاکتور کنند ، اما در نبود شماره ی قطعه و نام تولید کننده و خریدار نمی تواند اطلاعات را تصدیق کند .

بازهی مقاومت را می توان با تست قطعه ی نمونه به دست آورد . بازهی معمول ۵۰K در شدت نور تا ۱۸ در تاریکی است . حداکثر توان تلف شده بین ۱۰۰mW در یک مقاومت نوری کوچک تا ۵۰۰mW برای یک مقاومت نوری بزرگ متغیر است . ولتاژ حداکثر می تواند تا ۲۰۰۷ باشد ، اما مقاومت های نوری در ولتاژهای پایین نیز به درستی کار می کنند .

مقایسه با ترانزیستور نوری

واکنش کندتر

معمولا چند میلی ثانیه طول می کشد تا یک مقاومت نوری به نور روشن پاسخ دهد و نیازمند بیشتر از ۱ ثانیه زمان برای به دست آوردن مقاومت زمان تاریکی خود است . ترانزیستور نوری واکنش پذیری بیشتری دارد و سریع تر از آن دیود نوری است .

بازوی مقاومتر محدودتر

حداکثر مقاومتی که مقاومت نوری دارد همیشه بسیار کمتر از حداکثر مقاومت مؤثر ترانزیستور نوری در تاریکی است و حداقل مقاومت نیز بسیار بالاتر از ترانزیستور نوری در نور روشن خواهد بود .

ظرفیت عبور جریان بالاتر

اغلب مقاومت نوری دارای جریان نامی خروجی بیشتری نسبت به ترانزیستور نوری است .

ہی جهت

چون مقاومت نوری دارای لنز نیست ، به نور تابشی از هر جایی که در مقابل آن وجود دارد حساس است . اگر کاربرد آن نیازمند این باشد که حساسیت به بازی باریکی حساس و نسبت به سایر جهت ها حساس نباشد ، ترانزیستور نوری و یا دیود نوری انتخاب بهتری است .

وابستگی به دما

مقاومت نوری نسبت به دما بیشتر از مقاومت مؤثر ترانزیستور نوری متغیر است .

هزینه

در این لحظه ، مقاومت های نوری گران تر از ترانزیستور های نوری هستند .

نبود اطلاعات

مقاومت های نوری اغلب بدون بررسی مشخصه های دیتاشیت فروخته می شوند .

نحوه ی بکارگیری

با اینکه مقاومت مؤثر ترانزیستور نوری و دیود نوری در برابر ولتاژ اعمالی متغیر است . اما مقاومت های نوری مقاومت یکسانی نسبت به شدت نور یکسان صرف نظر از ولتاژ اعمالی نشان می دهند . این ویژگی باعث می شود که در پدال های افکت های گیتار استامپ باکس مورد استفاده قرار بگیرند . چون حداقل مقاومت مقاومت نوری در نور روشن معمولا بالاتر است و چون زمان واکنش آن نسبتا کم است .

بر اساس اصول و قواعد ، هر مقاومتی را در مدار می توان با مقاومت نوری تعویض کرد و واکنش نرم آن نسبت به تغییرات نور باعث می شود به عنوان یک مقاومت در مدار نوسان ساز RC مناسب تر باشد ، که زمان شارژ خازن را مشخص می کند . پس در این حالت خروجی مدار به نور وابسته خواهد بود . مقاومت های نوری کادمیوم سوفید نسبت به طول موج های بین ۴۰۰nm الى ۸۰۰nm واکنش فعال تری نشان می دهند . این مسئله به ویژه زمانی اهمیت دارد که نشانگر LED به عنوان منبع نوری استفاده شود ، زیرا LED اغلب بازهی طول موج های بسیار محدودی ساطع می کند .

منبع: