مقاومت نوری LDR چیست

مقاومت وابسته به نور یا LDR که مخفف کلمات Light Dependent Resistor می باشد ، با اسامی مختلفی شناخته می شود از قبیل مقاومت نوری، هادی نوری و سلول حساس به نور که به عنوان فتوسل نیز نام برده می شود. شاید نام فتوسل بیشترین استفاده را در دستورالعمل ها و دیتا شیت های تجهیزات خانگی داشته باشد.

مقاومت نوری یا مقاومت حساس به نور (LDR) به عنوان یک عنصر حساس به نور ارزان قیمت استفاده های زیادی دارد و برای سالهای طولانی در نور سنج های عکاسی و سایر کاربردها مانند دتکتورهای شعله و دود، دزد گیرها، دستگاه های کارت خوان و کنترل کننده های نور برای روشنایی خیابان ها مورد استفاده قرار گرفته است. در اکثر مقاله ها به جای عبارت مقاومت نوری از عبارت فتوسل استفاده می شود، به دلیل اینکه این نام متداول تر است.

اکتشاف مقاومت نوری

مقاومت نوری یا مقاومت وابسته به نور برای سالیان طولانی مورد استفاده بوده است. مقاومت های نوری اولیه در قرن 19 مشاهده شدند زمانی که قابلیت هدایت نوری در سلنیوم توسط اسمیت در سال 1873 میلادی کشف شد. از آن زمان به بعد انواع مختلفی از هادی های نوری ساخته شدند.

کارهای مفید بسیاری توسط T.W. در سال 1920انجام شد زمانی که او مقاله اش را تحت عنوان “سلول تالوفید، یک سلول فتو الکتریک جدید” منتشر کرد.

پیل تالوفید پیل نوررسانایی که ماده ی فعال حساس به نور آن اکسید سولفید تالیم در خلا است . بیشینه پاسخ آن در انتهای قرمز طیف مرئی و درناحیه مادون قرمز نزدیک است.

سایر موارد از قبیل PbS, PbSe و PbTe در سال های 1930 و 1940 مورد مطالعه قرار گرفتند تا این که در سال 1952 رولین و سیمون توانستند هادی های نوری را با استفاده از سیلیکون و ژرمانیوم توسعه دهند.

نماد مداری مقاومت وابسته به نور

نماد مداری مورد استفاده برای مقاومت وابسته به نور یا همان مقاومت نوری از عملکرد مقاومتی همراه با نمایش حساسیت آن به نور تشکیل شده است. نماد مداری ابتدایی برای نمایش مقاومت وابسته به نور شامل یک مستطیل است که بیانگر عملکرد مقاومتی می باشد، همچنین دارای دو فلش ورودی است مانند آن چه در نماد مداری فتو-دیودها و فتو-ترانزیستورها وجود دارد و نشان دهنده ی حساسیت عنصر مداری به نور می باشد.

قطعات الکترونیکی

نماد مداری مقاومت وابسته به نور مورد استفاده در دیاگرام های مداری

در بسیاری از کاربردها، نماد مداری مورد استفاده برای مقاومت وابسته به نور به شکل مقاومت همراه با فلش می باشد، اما در برخی موارد کسانی که دیاگرام های مداری را ترسیم می کنند ترجیح می دهند مقاومت را درون یک دایره قرار بدهند. متداول ترین فرم برای نماد مداری مقاومت نوری حالتی است که بدون دایره ترسیم شود.

 مکانیزم مقاومت نوری

مقاومت نوری یا فتوسل قطعه ای است که از یک هادی نوری بین دو اتصال استفاده می کند، هنگامی که در معرض نور قرار گیرد تغییری در مقاومت آن ایجاد می شود.

قابلیت هدایت نوری مکانیزمی است که پشت رفتار مقاومت نوری قرار دارد، این قابلیت در نتیجه ی برخورد فوتون های نور و جذب شدن آن ها توسط ماده ی نیمه هادی به کار رفته در هادی نوری و سپس تولید حامل های متحرک می باشد. از آنجایی که مواد مختلفی که در مقاومت های وابسته به نور استفاده می شوند نیمه هادی ها هستند، هنگامی که به عنوان مقاومت نوری استفاده می شوند، تنها یک عنصر مقاومتی محسوب شده و هیچ گونه پیوند PN وجود ندارد. از این رو این قطعه یک المان پسیو می باشد.

هادی های نوری و مقاومت های نوری به دو دسته تقسیم می شوند :

– مقاومت های نوری درونی : این نوع مقاومت نوری از یک ماده ی هادی نوری استفاده می کند که در آن حامل های میدان از نوار ظرفیت به نوار رسانش القا می شوند.

– مقاومت های نوری بیرونی : این نوع مقاومت نوری از یک ماده ی هادی نوری استفاده می کند که در آن حامل های میدان بین یک ناخالصی و نوار ظرفیت یا نوار رسانش القا می شوند. در این حالت میزان ناخالصی باید کم باشد به طوری که در مقابل نور یونیزه نشود.

مقاومت های نوری یا فتوسل ها عموما برای تابش طول موج های بلند، اغلب مادون قرمز طراحی می شوند. ولی برای جلوگیری از تولید حرارت باید در دماهای پائین کار کنند.

ساختار مقاومت نوری

گرچه راه های زیادی برای ساختن مقاومت نوری وجود دارد، ولی به طور طبیعی چندین روش وجود دارد که نسبت به سایر روش ها متداول تر است. مقاومت نوری یا فتوسل ضرورتا شامل یک ماده ی مقاومتی حساس به نور است که در معرض نور قرار می گیرد. عنصر مقاومت نوری در برگیرنده ی بخشی است که در هر دو انتهایش اتصالاتی دارد.

در یک ساختار معمول برای مقاومت نوری از یک لایه نیمه هادی فعال استفاده می شود که روی یک زیر لایه ی عایق قرار می گیرد. به طور عادی نیمه هادی به آهستگی ترکیب می شود تا قادر باشد به اندازه ی مورد نیاز هدایت و رسانش داشته باشد. سپس اتصالات در هر دو بخش در معرض دسترس قرار می گیرند.

یک نمونه از ساختار مقاومت نوری

در ساختار اصلی مقاومت نوری یا فتوسل، مقاومت ماده خودش یک مسئله ی اصلی است. جهت اطمینان از این که مقاومت در اثر اعمال نور تغییر می کند، مقاومت در برابر تماس باید به کمترین مقدار برسد. جهت دستیابی به این مسئله، ناحیه ی اطراف اتصالات به شدت غنی سازی شده تا مقاومت در این ناحیه کاهش یابد.

در بسیاری از موارد ناحیه ی بین اتصالات به فرم زیگ زاگ یا بین انگشتی است. این کار ناحیه ای را که در معرض قرار می گیرد بیشتر نموده و با کوچک نگه داشتن فاصله ی بین اتصالات، مقاومت مجازی را کاهش داده و باعث افزایش بهره می شود.

فتوسل یا مقاومت نوری با الگوی اتصال بین انگشتی

این امکان وجود دارد که از یک نیمه هادی چند کریستالی استفاده شود که روی یک زیر لایه ی سرامیکی قرار می گیرد. این کار برای تولید مقاومت نوری بسیار ارزان انجام می شود.

کاربردهای مقاومت نوری

استفاده از مقاومت نوری در بسیار از طراحی های مدارهای الکترونیکی به دلیل قیمت پائین، ساختار ساده و ویژگی های قوی آن جذاب می باشد. در حالی که بسیاری از ویژکی های فتو-دیود و فتو-ترانزیستور را ندارد ولی برای بسیاری از کاربردها مناسب است. در نتیجه مقاومت های نوری به طور گسترده در مدارهایی نظیر نورسنج های عکاسی، دتکتورهای دود و شعله، آلارم های دزدگیر، دستگاه های کارت خوان، کنترل روشنایی خیابان ها و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می شوند.

خواص مقاومت نوری کاملا می تواند بر اساس ماده ی مورد استفاده در آن تغییر کند. برخی از آن ها ثابت زمانی بالایی دارند، بنابراین لازم است که هنگام انتخاب مقاومت نوری برای هر نوع مدار یا کاربرد دقت لازم به عمل بیاید.

بازار برق ارائه دهنده خدماتی همچون:  خرید قطعات الکترونیکی ، خرید عمده قطعات الکترونیکی ،  فروش قطعات الکترونیکی ، خازن الکترولیتی، خازن پلی استر، مقاومت SMD ، مقاومت آجری، مقاومت ۱/۴ وات ، مقاومت ۲ وات ، قطعات الکترونیکی برق صنعتی ، مبدل برق خودرو، ترمینال فونیکس ، کانکتور PH (مینیاتوری) ، کانکتور xh (دزدگیری) ، کانکتور sm ، کانکتور نظامی ، کانکتور پاور قفل دار (vh) ، کانکتور پاور بدون قفل ، کانکتور مخابراتی، پین فلزی کانکتور می باشد.