FOTORESISTENCIAS

Camacho Cocom Benjamin Enrique

Martin del Campo Rodríguez Juan Manuel

Martínez Aguirre Jorge Eduardo

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Cuando se añade suficiente energía, por cualquier medio, a un material, los electrones de valencia escapan de sus átomos y se convierten en electrones libres.

Por definición, un hueco es la ausencia de un electrón; por lo tanto, por cada electrón libre que se crea, se crea también un hueco libre.

La energía necesaria para ello es del orden entre 0.2 y 3 eV. dependiendo del material (Tabla 1), por lo tanto, una radiación de longitud de onda entre 400 y 6,000 nm es adecuada.

Se observará que no es necesaria ninguna unión entre estos dispositivos, basta con una capa de material fotoconductor, cuya resistencia decrece (o cuya conductancia aumenta) proporcionalmente a la intensidad de la luz.

El campo aplicado es necesario para que los electrones circulen a través del detector y el circuito exterior, recombinándose con los huecos que existen en el extremo negativo del fotoconductor.

La idea básica de todo fotodetector de una pieza, o de unión, es convertir la luz en una señal eléctrica, o recoger los fotones incidentes en el detector con la menor reflexión posible y extraer de un modo eficiente los electrones libres resultantes.

Para conseguir esto, el fototransductor debe hacerse de un material prácticamente transparente a las longitudes de onda que interesen, con un intervalo de energía menor que la energía del fotón. Es necesario un potencial exterior (o interno, autogenerado) para extraer la corriente inducida por la luz.

SÍMBOLO, ESTRUCTURA INTERNA Y FABRICACIÓN

El dispositivo está fabricado depositando, por evaporación, el material fotoconductor sobre un sustrato de cerámica. Para completar el dispositivo se añaden electrodos metálicos y se encierra en una cápsula con una ventana transparente.

Los materiales que se comportan con estas características son:

- En el espectro visible. + Sulfuro de Cadmio - CdS. + Seleniuro de Cadmio - CdSe.

- En los Infrarrojos. + Silicio - Si . + Sulfuro de Plomo - PbS. + Seleniuro de Plomo - PbSe.

La variación de la resistencia de un fotoconductor con la radiación es casi exponencial como se muestra en el último dato, siendo la relación entre las resistencias en oscuridad y con luz, del orden de 1,000:

CURVAS Y CARACTERÍSTICAS

El tiempo de caída es considerablemente más largo porque lleva más tiempo a los electrones en volver a la banda de valencia, debido a las imperfecciones cristalinas.

Los fotoconductores resistivos tienen coeficientes de temperatura que varían considerablemente con el nivel de la luz y con el material, como se muestra en la Figura

Los fotorresistores tienen un efecto de memoria a la luz; es decir, su resistencia específica depende de la intensidad y duración de una exposición previa y al tiempo transcurrido desde una exposición anterior.

CARACTERÍSTICAS DE LAS FOTORRESISTENCIAS

Las principales características de las fotorresistencias son:

1. Resistencia de oscuridad, valor de la resistencia después de 20 seg. En la oscuridad (104≤ RD ≤ 109Ω).

2. La disipación máxima, (50 mW – 1W). 3. Resistencia de iluminación(100 Lux), (10≤ RI ≤

5x103Ω). 4. Voltaje Máximo, (600V). 5. Respuesta Espectral. 6. Tiempo de respuesta, ( su principal desventaja).

Los fotoconductores resistivos tienen las siguientes ventajas:

1. Alta sensibilidad (debido a la gran superficie). 2. Fácil empleo. 3. Bajo costo. 4. No hay potencial de unión. 5. Alta relación resistencia luz-oscuridad.

Sus inconvenientes son:

1. Respuesta espectral estrecha. 2. Efectos de histéresis. 3. Estabilidad por temperatura baja para los

materiales más rápidos. 4. Respuesta lenta en materiales estables. 5. Falta de linealidad entre resistencia e iluminación.

HOJAS CARACTERÍSTICAS

El lux es una unidad derivada, basada en el lumen, que a su vez es una unidad derivada basada en la candela.

Un lux equivale a un lumen por metro cuadrado, mientras que un lumen equivale a una candela x estereorradián. El flujo luminoso total de una fuente de una candela equivale a 4π lúmenes (puesto que una esfera comprende 4π estereorradianes).

APLICACIONES Y EJEMPLOS

Los campos de más aplicación de los fotorresistores son: medida de luz de poca precisión y económica, troceador para amplificadores de c.c. de bajo nivel, y control de alarma y de relés