Photoresistor – Bekerja, Jenis Dan Aplikasi

Ringan merupakan salah satu bentuk radiasi elektromagnetik. Spektrum elektromagnetik dibagi menjadi banyak pita dari mana Cahaya biasanya mengacu pada Spektrum Terlihat. Namun dalam fisika sinar gamma, sinar-X, gelombang mikro dan gelombang radio juga dianggap sebagai Cahaya. Spektrum cahaya tampak memiliki panjang gelombang dalam kisaran 400-700 nanometer, terletak di antara spektrum sinar inframerah dan spektrum ultraviolet. Cahaya membawa energi dalam bentuk foton. Ketika foton ini bersentuhan dengan partikel lain, energi akan ditransfer karena tumbukan. Dengan memanfaatkan prinsip cahaya ini, banyak produk yang berguna seperti Fotodioda, Fotoresistor, Panel surya, dll... telah ditemukan.

Apa itu Fotoresistor?

Cahaya memiliki sifat dualitas Gelombang-partikel. Yang berarti bahwa cahaya memiliki sifat seperti partikel dan gelombang. Ketika cahaya jatuh pada bahan semikonduktor, foton yang ada dalam cahaya diserap oleh elektron dan mereka tereksitasi ke pita energi yang lebih tinggi.

Sebuah fotoresistor adalah jenis resistor yang bergantung pada cahaya yang memvariasikan nilai resistansinya berdasarkan insiden cahaya di atasnya. Fotoresistor ini cenderung menurunkan nilai resistansinya dengan peningkatan intensitas cahaya yang datang.

Fotoresistor menunjukkan fotokonduktivitas. Ini adalah perangkat yang kurang peka terhadap foto dibandingkan dengan fotodioda dan fototransistor. Fotoresistor dari fotoresistor bervariasi dengan perubahan suhu sekitar.

Prinsip Kerja

Fotoresistor tidak memiliki sambungan P-N seperti fotodioda. Ini adalah komponen pasif. Ini terbuat dari bahan semikonduktor resistansi tinggi.

Ketika cahaya mengenai fotoresistor, foton diserap oleh bahan semikonduktor. Energi dari foton diserap oleh elektron. Ketika elektron ini memperoleh energi yang cukup untuk memutuskan ikatan, mereka melompat ke pita konduksi. Karena ini, resistansi fotoresistor berkurang. Dengan penurunan resistensi, konduktivitas meningkat.

Tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang digunakan untuk fotoresistor, rentang resistansi dan sensitivitasnya berbeda. Dengan tidak adanya cahaya, fotoresistor dapat memiliki nilai resistansi dalam megaohm. Dan selama adanya cahaya, hambatannya dapat berkurang hingga beberapa ratus ohm.

Jenis Fotoresistor

Tergantung pada sifat bahan semikonduktor yang digunakan untuk mendesain Fotoresistor, ini diklasifikasikan menjadi dua jenis – fotoresistor Ekstrinsik dan Intrinsik. Semikonduktor ini bereaksi secara berbeda di bawah kondisi panjang gelombang yang berbeda.

Fotoresistor intrinsik dirancang menggunakan bahan semikonduktor intrinsik. Semikonduktor intrinsik ini memiliki pembawa muatannya sendiri. Tidak ada elektron bebas pada pita konduksinya. Mereka mengandung lubang di pita valensi.

Jadi, untuk mengeksitasi elektron yang ada dalam semikonduktor intrinsik, dari pita valensi ke pita konduksi,  energi yang cukup harus disediakan sehingga mereka dapat melintasi seluruh celah pita. Oleh karena itu kami membutuhkan foton energi yang lebih tinggi untuk memicu perangkat. Oleh karena itu, fotoresistor intrinsik dirancang untuk deteksi cahaya frekuensi tinggi.

Di sisi lain, semikonduktor ekstrinsik dibentuk dengan mendoping semikonduktor intrinsik dengan pengotor. Pengotor ini memberikan elektron atau lubang bebas untuk konduksi. Konduktor bebas ini terletak pada pita energi yang lebih dekat ke pita konduksi. Dengan demikian, sejumlah kecil energi dapat memicu mereka untuk melompat ke pita konduksi. Fotoresistor ekstrinsik digunakan untuk mendeteksi cahaya dengan panjang gelombang yang lebih panjang dan frekuensi yang lebih rendah.

Semakin tinggi intensitas cahaya, semakin besar penurunan resistansi fotoresistor. Sensitivitas fotoresistor bervariasi dengan panjang gelombang cahaya yang diterapkan. Ketika tidak ada panjang gelombang yang cukup, cukup memicu perangkat, perangkat tidak bereaksi terhadap cahaya. Fotoresistor ekstrinsik dapat bereaksi terhadap gelombang inframerah. Fotoresistor intrinsik dapat mendeteksi gelombang cahaya frekuensi tinggi.

Simbol Fotoresistor

Fotoresistor digunakan untuk menunjukkan ada tidaknya cahaya. Itu juga ditulis sebagai LDR. Ini biasanya terdiri dari Cds, Pbs, Pbse, dll… Perangkat ini sensitif terhadap perubahan suhu. Jadi, bahkan ketika intensitas cahaya dijaga konstan, perubahan resistansi dapat terlihat pada fotoresistor.

Aplikasi Fotoresistor

Hambatan fotoresistor adalah fungsi nonlinier dari intensitas cahaya. Fotoresistor tidak sensitif terhadap cahaya seperti fotodioda atau fototransistor. Beberapa aplikasi fotoresistor adalah sebagai berikut-

• Ini digunakan sebagai sensor cahaya.
• Ini digunakan untuk mengukur intensitas cahaya.
• Pengukur cahaya malam dan pengukur cahaya fotografi menggunakan fotoresistor.
• Properti latensinya digunakan dalam kompresor audio dan penginderaan luar.
• Fotoresistor juga dapat ditemukan di Jam alarm, jam luar ruangan, lampu jalan tenaga surya, dll…
• Astronomi inframerah dan Spektroskopi Inframerah juga menggunakan fotoresistor untuk mengukur wilayah spektral inframerah-tengah.

Proyek Berdasarkan Fotoresistor

Photoresistor telah menjadi perangkat yang berguna bagi banyak penghobi. Banyak makalah penelitian baru dan proyek elektronik berdasarkan fotoresistor tersedia. Fotoresistor telah menemukan aplikasi baru di bidang medis, tertanam dan astronomi. Beberapa proyek yang dirancang menggunakan photoresistor adalah sebagai berikut-

• Berbasis fotoresistor, fotometer buatan siswa dan aplikasinya dalam analisis forensik pewarna.
• Integrasi memori resistif organik biokompatibel dan fotoresistor untuk aplikasi penginderaan gambar yang dapat dikenakan.
• Memotret pengaturan waktu dengan smartphone.
• Desain dan implementasi rangkaian kontrol ganda optik akustik sederhana.
• Sistem untuk deteksi lokasi sumber cahaya.
• Robot bergerak diaktifkan oleh suara dan dikendalikan secara terarah oleh sumber cahaya eksternal.
• Desain sistem pemantauan sumber terbuka untuk analisis termodinamika bangunan dan sistem.
• Perangkat pelindung panas berlebih.
• Perangkat untuk mendeteksi radiasi elektromagnetik.
• Pemotong rumput bertenaga surya sumbu ganda otomatis untuk aplikasi pertanian.
• Mekanisme penginderaan kekeruhan air menggunakan LED untuk sistem pemantauan in-situ.
• Keyboard bercahaya yang diinduksi cahaya dirancang menggunakan fotoresistor.
• Kunci elektronik baru menggunakan kode morse berbasis internet of things.
• Sistem lampu jalan untuk kota pintar menggunakan fotoresistor.
• Pelacakan perangkat intervensi MRI dengan penanda yang dapat dilepas yang dikendalikan komputer.
• Ini digunakan dalam tirai yang diaktifkan dengan cahaya.
• Photoresistor juga digunakan untuk kontrol kontras dan kecerahan otomatis di televisi dan smartphone.
• Untuk merancang photoresistor sakelar yang dikontrol jarak digunakan.

Karena larangan kadmium di Eropa, penggunaan fotoresistor Cd dan Cdse dibatasi. Fotoresistor dapat dengan mudah diimplementasikan dan dihubungkan dengan mikrokontroler.

Perangkat ini tersedia di pasaran sebagai sensor IC. Mereka tersedia sebagai sensor cahaya sekitar, Sensor cahaya ke digital, LDR, dll... Beberapa produk yang populer digunakan adalah sensor cahaya OPT3002, sensor cahaya pasif LDR, dll... Karakteristik listrik, spesifikasi, dll. dari OPT3002 dapat ditemukan di lembar data yang disediakan oleh instrumen texas. Bisakah kita menggunakan fotoresistor sebagai alternatif untuk fotodioda? Apa yang membuat perbedaan?