Laboratoriya ishi № Fotoresistor. Fototranzistor yordamida fotodiodlarni boshqarish. Laboratoriya ishining maqsadi

Kengroq materiallar infraqizil nurlanishga sezgir:

• 
  germaniy, sof yoki oltin, mis, rux aralashmalari bilan qotishma;
  
• 
  kremniy;
  
• 
  qo‘rg‘oshin sulfidi va unga asoslangan boshqa kimyoviy birikmalar;
  
• 
  antimonid yoki indiy arsenidi;
  
• 
  infraqizil nurlariga sezgir boshqa kimyoviy birikmalar.
  

Ichki fotoelektr effektli fotorezistorlar ishlab chiqarishda sof germaniya yoki kremniy ishlatiladi, tashqi fotoelektrik effektli tuzilmalar uchun esa aralashmalar bilan ishlangan moddalar ishlatiladi. Qaysi turdagi fotorezist materiallar ishlatilishidan qat'i nazar, har ikki turdagi fotorezistorlar ham bir xil xususiyatlarga ega - qarshilikning yorug‘lik oqimining kuchiga teskari, chiziqli bo‘lmagan bog‘liqligi.

Ish printsipi

Faol bo‘lmagan holatda yarimo‘tkazgich dielektrik xususiyatlarini namoyon qiladi. Uning tok o‘tkazishi uchun tashqi stimulyatorning moddasiga ta'sir qilish kerak. Bunday stimulyator termal ta'sir yoki yorug‘lik bo‘lishi mumkin.

Yorug‘lik fotonlari ta'sirida yarimo‘tkazgich elektronlar bilan to‘yingan, buning natijasida u elektr tokini o‘tkaza oladi. Elektron qancha ko‘p ishlab chiqarilsa, yarimo‘tkazgich materialining tokga qarshiligi shunchalik kam bo‘ladi. Hozirgi quvvatning yoritishga bog‘liqligi 6 -rasmda ko‘rsatilgan.

6-rasm. Oqimning yoritishga bog‘liqligi grafigi

Fotorezistorlar ishi shu tamoyilga asoslanadi. Elektronlarning shakllanishiga ko‘rinadigan yorug‘lik spektri ham, ko‘rinmas ham yordam beradi. Bundan tashqari, fotorezistor yuqori energiyali infraqizil nurlariga sezgirroqdir. Toza materiallar ko‘rinadigan nurga nisbatan past sezuvchanlik ko‘rsatadi.

Fotorezist qatlamining sezuvchanligini oshirish uchun unga har xil qo‘shimchalar qo‘shiladi, ular yarimo‘tkazgichning valentlik tasmasi ustida joylashgan yangilangan tashqi zonani hosil qiladi. Elektronlar bilan bunday tashqi to‘yinganlik fotokonduktsiya oqimi bilan to‘yinganlik holatiga o‘tish uchun kam energiya talab qiladi. Tashqi fotoelektrik effekt paydo bo‘ladi, bu ko‘rinadigan nurlanish spektri bilan rag‘batlantiriladi.

Qo‘shimchalarni tanlash orqali turli spektral diapazonlarda ishlash uchun fotorezistorlar yaratish mumkin. Fotorezistor spektral sezuvchanlikka ega. Agar yorug‘lik to‘lqin uzunligi o‘tkazuvchanlik zonasidan tashqarida bo‘lsa, qurilma bunday nurlarga javob berishni to‘xtatadi. Bunday hollarda yorug‘lik endi mahsulotning o‘tkazuvchanligiga ta'sir qila olmaydi.

Spektral xarakteristikalarni tanlash mahsulotning ish sharoitiga va hal qilinadigan vazifalarga bog‘liq. Agar nurlanishning intensivligi qurilmaning barqaror ishlashi uchun etarli bo‘lmasa, uning samaradorligini mos yarimo‘tkazgichli qatlamli sezgir elementlarni tanlash orqali oshirish mumkin.

Shuni esda tutish kerakki, fotorezistorlarning inertligi fotodiodlar va fototransistorlarga qaraganda ancha yuqori. Qurilmaning inertligi yarimo‘tkazgich qatlamini to‘yinganligi uchun biroz vaqt kerak bo‘lgani uchun paydo bo‘ladi. Shuning uchun, sensor har doim bir oz kechikish bilan signal beradi.

Haqiqiy Arduino loyihalarida fotorezistorlar asosida qurilgan yorug‘lik sezgichlari (yoritish) ko‘pincha ishlatiladi. Ular nisbatan sodda, qimmat emas va har qanday internet -do‘kondan topish va sotib olish oson. Arduino fotorezistori sizga yorug‘lik darajasini nazorat qilish va uning o‘zgarishiga javob berish imkonini beradi. Ushbu maqolada biz fotorezistor nima ekanligini, unga asoslangan yorug‘lik sensori qanday ishlashini, sensorni Arduino platalariga qanday to‘g‘ri ulash kerakligini ko‘rib chiqamiz.

Fotorezistor, nomidan ko‘rinib turibdiki, deyarli har qanday elektron sxemada topilgan rezistorlar bilan bog‘liq. An'anaviy qarshilikning asosiy xarakteristikasi uning qarshilik qiymatidir. Voltaj va oqim bunga bog‘liq, qarshilik yordamida biz boshqa komponentlarning zarur ish rejimlarini o‘rnatamiz. Qoida tariqasida, xuddi shu ish sharoitida rezistorning qarshilik qiymati deyarli o‘zgarmaydi.

Oddiy rezistordan farqli o‘laroq, fotorezistor atrofdagi yorug‘lik darajasiga qarab qarshilikni o‘zgartirishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, elektron sxemadagi parametrlar doimo o‘zgarib turadi, birinchi navbatda biz fotorezistor bo‘ylab tushayotgan kuchlanishdan manfaatdormiz. Arduino analog pimlarida kuchlanish o‘zgarishini to‘g‘rilab, biz kontaktlarning zanglashiga olib keladigan mantiqni o‘zgartirishimiz mumkin, shu bilan tashqi sharoitga mos keladigan qurilmani yaratishimiz mumkin.

Fotoresistorlar turli xil tizimlarda faol ishlatiladi. Eng keng tarqalgan dastur - ko‘cha chiroqlari. Agar shaharga tun tushsa yoki bulutli bo‘lsa, chiroqlar avtomatik ravishda yonadi. Siz fotorezistordan uy uchun tejamkor lampochka yasashingiz mumkin, u jadvalga muvofiq yoqilmaydi, lekin yorug‘likka bog‘liq. Yorug‘lik sensori asosida siz hatto yopiq shkaf yoki seyf ochilib yoritilgandan so‘ng ishga tushiriladigan xavfsizlik tizimini ham yasashingiz mumkin. Har doimgidek, har qanday Arduino sensorlarini qo‘llash doirasi faqat bizning tasavvurimiz bilan cheklangan.

Fotoresistorlar robototexnika sohasida yorug‘lik sensori sifatida ishlatiladi. Robotga o‘rnatilgan fotorezistor sizga yorug‘lik darajasini aniqlash, sirtdagi oq yoki qora joylarni aniqlash va shunga muvofiq chiziq bo‘ylab harakatlanish yoki boshqa harakatlarni bajarish imkonini beradi.