تنتج صناعة الإلكترونيات العديد من المنتجات المختلفة ، من بينها العناصر الحساسة للضوء التي تحتل مكانة خاصة. يتم تمثيل أبسطها بمكون راديو يسمى "المقاوم الضوئي" ، والذي ينتمي إلى فئة أشباه الموصلات.
عندما تضرب الطاقة المشعة من أي مصدر ضوئي سطحه ، تقل مقاومة المادة ، مما يؤدي إلى تغيير التيار المتدفق عبر العنصر. يوضح الشكل أدناه مظهر المقاوم الضوئي وتعيينه المقبول عمومًا على الدوائر الكهربائية.
مبدأ التشغيل
لفهم مبدأ تشغيل هذا العنصر الراديوي ، تحتاج أولاً إلى التعرف على أجهزته. داخل المنتج ، بين موصلين (قطبين) ، توجد طبقة شبه موصلة حساسة لشدة التعرض للضوء.
لتشكيله ، يتم استخدام مثل هذه المجموعات الشائعة من عناصر الجدول الدوري على النحو التالي:
- كبريتيد الكادميوم.
- كبريتيد الرصاص.
- سيلينيت الكادميوم وما شابه.
معلومة اضافية: تعتمد الخاصية الطيفية للجهاز على المادة المختارة.
بمعنى آخر ، يعتمد مدى الأطوال الموجية على نوع أشباه الموصلات ، التي تتغير تحت تأثير مقاومة المادة.
عندما لا يشع الضوء عليه ، يكون كبيرًا بدرجة كافية ويصل إلى عشرات الميغا أوم. عندما تصطدم الطاقة الضوئية بأشباه الموصلات ، تحدث زيادة حادة في تركيز حاملات الشحنة (الإلكترونات والثقوب). تتناقص مقاومة المادة بشكل حاد ، مما يؤدي إلى زيادة التيار المتدفق على طول السلسلة. هذا الأخير ممكن في حالة توصيل المقاوم الضوئي بمصدر طاقة خارجي ، كما هو موضح في الصورة أدناه.
نظرًا لعدم وجود تقاطع ثقب إلكتروني على هذا النحو ، فإن قطبية تبديل المقاوم الضوئي لا تهم.
منطقة التطبيق
دعنا نحجز على الفور أن مقاومة الخلايا الكهروضوئية من هذه الفئة لا يمكن أن تتغير على الفور ، أي أن لديهم خمولًا معينًا. يحد هذا العيب من نطاق تطبيق مقاومات الضوء على الدوائر ذات السرعة المنخفضة.
مع الأخذ في الاعتبار القيود المذكورة ، يتم استخدام العناصر المدروسة على نطاق واسع في الأجهزة والأنظمة الإلكترونية التالية:
- في مرحلات الصور القياسية المصممة للتحكم التلقائي في شبكات الإضاءة الحالية.
- في مستشعرات الضوء ، حيث تستخدم مقاومات الضوء كمسجلات حساسة لمستوى التدفق الضوئي.
- في الأنظمة الحديثة ، أجهزة الإنذار التي يتم فيها تركيب الخلايا الكهروضوئية الحساسة للموجات من نطاق الأشعة فوق البنفسجية.
في الحالة الأخيرة ، يعتمد مبدأ تشغيل النظام بمقاوم ضوئي على مقاطعة تدفق الإشعاع من مصدر فوق بنفسجي موجه نحو العنصر الحساس. يتم عرض أمثلة على استخدامه في مستقبلات الإشعاع في الصورة أدناه.