Fotocellen zijn halfgeleiders die lichtdetectoren zijn. Het zijn in wezen lichtafhankelijke weerstanden, omdat ze een output hebben die evenredig is aan de hoeveelheid licht die erop valt. Vanwege dit effect zijn ze ook bekend als fotoresistorors of lichtafhankelijke weerstanden (LDR's).

Bediening

Fotocellen zetten lichtenergie om in elektrische energie. Als er geen licht aanwezig is, hebben ze een zeer hoge weerstand die miljoenen ohm kan zijn. Wanneer daarentegen licht aanwezig is, daalt hun weerstand sterk tot enkele honderden ohm. Hierdoor kan er meer stroom in het circuit stromen.

Betekenis

Ze kunnen worden gebruikt met afwisselende of directe stromen. Fotocellen zijn klein van formaat, maar goedkoop en duurzaam. Dankzij hun veelzijdigheid kunnen ze allerlei soorten licht detecteren in allerlei omstandigheden. Het bereik is van zichtbaar naar infrarood licht. Voorbeelden van bronnen omvatten maanlicht, zonlicht, lasers, vuur, neon, fluorescerend en dergelijke. Hierdoor kunnen ze op twee manieren functioneren: digitaal, om aan te geven of er licht aanwezig is, of op analoge manier, om de intensiteit van het licht aan te geven.

Het nadeel is dat ze mogelijk niet onmiddellijk reageren op de aanwezigheid van licht, en het kan heel langzaam zijn om terug te keren naar hun oorspronkelijke staat wanneer de lichtbron is verwijderd. Hun metingen zijn niet precies. Ze kunnen ook een soort kalibratie vereisen voordat ze worden gebruikt.

Constructie

Het materiaal bij uitstek voor hun constructie is cadmiumsulfide, omdat het een lichtgevoeligheid heeft die lijkt op die van het menselijk oog. Om deze reden kunnen ze ook worden aangeduid als CdS-cellen. Een ander ingrediënt is cadmiumselenide. Voor het detecteren van infrarood, loodsulfide, loodselenide of indiumantimonide wordt gebruikt.

Om ze te construeren, wordt een dunne laag van een materiaal op een keramisch substraat afgezet. De elektroden worden vervolgens op het oppervlak verdampt. Ze kunnen worden gecoat met een kunststof of glazen venster.

Kenmerken

Ondanks dat ze zijn gevormd uit halfgeleiders, missen fotocellen een PN-overgang. Een PN-overgang wordt gevormd door een combinatie van positieve en negatieve typen halfgeleiders en is de basis van componenten, zoals diodes en transistors.

In fotocellen dwingt een foton of licht deeltje elektronen uit hun posities in de materialen van het materiaal. atomen, waardoor gaten met positieve ladingen achterblijven. Een aangelegde spanning door de fotocel forceert de gaten en de elektronen stromen, waardoor een stroom wordt gecreëerd.

Hun symbool is dat van een weerstand met twee pijlen die naar één kant wijzen. Net als gewone weerstanden missen ze polariteit, en daarom kunnen ze in beide richtingen in een circuit worden geplaatst.

Toepassingen

Fotocellen hebben talloze toepassingen, met name als schakelaars en sensoren. Ze zijn een veelvoorkomend armatuur in de robotica, waar ze robots aansturen om zich te verbergen in het donker of om een ​​lijn of baken te volgen. Automatische verlichting die wordt ingeschakeld als het donker wordt, gebruikt fotocellen, evenals straatverlichting die in- en uitschakelt naargelang het nacht of dag is. Ze worden gebruikt als timers om de snelheden van hardlopers tijdens een race te meten.

Fotocellen kunnen worden gebruikt op de plaats van variabele weerstanden en fotovoltaïsche cellen. Sommige schakeltoepassingen omvatten lichtmeters en lichtgestuurde relais.