Τι είναι η φωτοαντίσταση;

Μια φωτοαντίσταση, που συχνά αναφέρεται ως αντίσταση που εξαρτάται από το φως, είναι μια αντίσταση που αντιδρά στην αυξημένη έκθεση στο φως μειώνοντας την αντίστασή της σε ένα κύκλωμα. Χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία συσκευών που απαιτούν ευαισθησία στο φως για να λειτουργήσουν, όπως ρολόγια που λάμπουν στο σκοτάδι και λαμπτήρες δρόμου που ανάβουν όταν δύει ο ήλιος. Οι φωτοαντιστάσεις αποτελούν μέρος μιας μεγαλύτερης ομάδας αισθητήρων γνωστών ως φωτοανιχνευτές, οι οποίοι είναι συσκευές που αντιδρούν στο φως.

Οι αντιστάσεις υπάρχουν σχεδόν σε όλους τους τύπους ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Λειτουργούν για να μπλοκάρουν τη ροή του ηλεκτρισμού μέσω ενός κυκλώματος, έτσι ώστε να παραμένει σε ασφαλές εύρος. Στην περίπτωση μιας φωτοαντίστασης, χρησιμεύουν επίσης ως διακόπτης, ρυθμίζοντας τη ροή του ηλεκτρισμού με βάση την ποσότητα φωτός στην οποία εκτίθενται.

Οι φωτοαντιστάσεις είναι ουσιαστικά ημιαγωγοί, που σημαίνει ότι μεταφέρουν ηλεκτρισμό μέσω της ροής ηλεκτρονίων. Συνήθως έχουν δύο δόντια συνδεδεμένα με μια φωτοευαίσθητη πλάκα. Όταν το φως που λάμπει στην πλάκα φτάσει σε αρκετά υψηλό επίπεδο συχνότητας, αυτό διεγείρει τα ηλεκτρόνια στη συσκευή και τους δίνει αρκετή ενέργεια για να απελευθερωθούν από τους δεσμούς τους. Αυτά τα απελευθερωμένα ηλεκτρόνια επιτρέπουν στον ηλεκτρισμό να ρέει μέσω της φωτοαντίστασης.

Οι χρήσεις για μια φωτοαντίσταση είναι ευρέως διαδεδομένες. Συνήθως εμφανίζονται σε μικρότερες συσκευές με τη μορφή του κυττάρου θειούχου καδμίου (CdS). Το κελί CdS, ένας όρος που θεωρείται σε μεγάλο βαθμό συνώνυμος με τον όρο φωτοαντίσταση, βρίσκεται σε πολλές μορφές ρολογιών και ρολογιών, φωτόμετρων στις κάμερες και λαμπτήρων δρόμου.

Ένα κύτταρο CdS κατασκευάζεται με την τοποθέτηση θειικού καδμίου που έχει προστιθέμενες μολυσματικές ουσίες, μια διαδικασία γνωστή ως ντόπινγκ, σε μια κεραμική βάση. Το υλικό ντόπινγκ είναι πιο κοντά στο σημείο που βρίσκεται η ζώνη αγωγιμότητας του ηλεκτρισμού, επομένως τα ηλεκτρόνια δεν χρειάζεται να κινηθούν τόσο μακριά για να είναι αδέσμευτα και να μεταφέρουν ηλεκτρισμό. Αυτό σημαίνει ότι δεν χρειάζεται τόσο υψηλή συχνότητα φωτός για να αλλάξει η αντίσταση σε αυτόν τον τύπο φωτοαντίστασης. Το κύριο πλεονέκτημα του κυττάρου CdS είναι ότι είναι πιο ευαίσθητο στο φάσμα φωτός που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι, και αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο χρησιμοποιείται σε αντικείμενα όπως φωτόμετρα κάμερας και λαμπτήρες δρόμου.

Ο άλλος τύπος φωτοαντίστασης που εμφανίζεται συνήθως είναι από πυρίτιο. Οι φωτοαντιστάσεις πυριτίου δεν είναι τόσο καλοί ημιαγωγοί όσο οι κυψέλες CdS επειδή χρειάζονται υψηλότερες συχνότητες φωτός για να μεταφέρουν ηλεκτρισμό λόγω του γεγονότος ότι οι ζώνες για τη μετακίνηση των ηλεκτρονίων δεν είναι τόσο εύκολα προσβάσιμες. Μια φωτοαντίσταση πυριτίου εμφανίζεται πιο συχνά σε συσκευές που είναι ευαίσθητες στο υπέρυθρο ή το κόκκινο φως, όπως οι υπέρυθροι ανιχνευτές.