Fotoceller är halvledare som är ljussensorer. De är väsentligen lättberoende motstånd, eftersom de har en effekt som är proportionell mot mängden ljus som faller på dem. På grund av denna effekt är de också kända som fotoresistorer eller ljusberoende motstånd (LDR).

Operation

Fotoceller konverterar ljusenergi till elektrisk energi. När inget ljus är närvarande har de ett mycket högt motstånd som kan vara miljoner ohm. I kontrast, när ljuset är närvarande, sänker deras motstånd kraftigt till några hundra ohm. Detta gör att mer ström kan strömma inuti kretsen.

Betydelse

De kan användas med antingen växelströms eller direktströmmar. Fotoceller är små i storlek, men billigt och hållbart. Deras mångsidighet gör det möjligt för dem att upptäcka alla typer av ljus i alla möjliga förhållanden. Sortimentet är från synligt till infrarött ljus. Exempel på källor inkluderar månsken, solljus, lasrar, eld, neon, fluorescerande och liknande. Detta gör det möjligt för dem att fungera på två sätt: digitalt, för att indikera om ljus är närvarande eller på analogt sätt, för att indikera ljusets intensitet.

Nackdelen är att de inte svarar omedelbart på närvaron av ljus, och kan vara mycket långsamt återvända till sitt ursprungliga tillstånd när ljuskällan är borttagen. Deras mätningar är inte exakta. De kan också kräva någon typ av kalibrering innan de används.

Konstruktion

Det material som valts i sin konstruktion är kadmiumsulfid, eftersom det har en ljuskänslighet som liknar det mänskliga ögat. Av denna anledning kan de också kallas CdS-celler. En annan ingrediens är cadmium selenid. För att detektera infrarött används blysulfid, bly selenid eller indiumantimonid.

För att konstruera dem avsätts ett tunt lager av ett material på ett keramiskt substrat. Elektroderna indunstas sedan på ytan. De kan vara belagda med ett plast- eller glasfönster.

Egenskaper

Trots att de bildas av halvledare saknar fotoceller en PN-korsning. En PN-korsning bildas av en kombination av halvledare av positiv och negativ typ och utgör grunden för komponenter, såsom dioder och transistorer.

I fotoceller tvingar en foton eller ljuspartikel elektroner från sina positioner i materialets atomer, lämnar hål med positiva laddningar. En applicerad spänning genom fotocellen tvingar hålen och elektronerna att strömma och därmed skapa en ström.

Deras symbol är det för ett motstånd med två pilar som pekar mot ena sidan. Som vanliga motstånd saknar de polaritet, vilket och så de kan placeras i båda riktningarna inuti en krets.

Användar

Fotoceller har många användningar, särskilt som strömbrytare och sensorer. De är en vanlig fixtur i robotteknik, där de leder robotar för att gömma sig i mörkret, eller att följa en linje eller fyrkant. Automatiska lampor som tänds när det blir mörkt använder fotoceller, samt strålkastare som slår på och av beroende på om det är natt eller dag. De används som timers för att mäta hastigheten hos löpare under en tävling.

Fotoceller kan användas i stället för variabla motstånd och fotovoltaiska celler. Vissa kretsapplikationer inkluderar ljusmätare och ljusstyrda reläer.