Обозначение на схемах — Студопедия

Поделись  

Традиционно резисторы на схемах обозначают в виде прямоугольника (по ГОСТ 2.728-74) или ломаной линии (рис. 12 — в основном на схема западного образца). В прямоугольнике иногда указывают мощность, используя для этого условные обозначения в виде вертикальных, косых или горизонтальных чёрточек

· I = 1 Вт;

· II = 2 Вт;

· III = 3 Вт;

· – = 0.5 Вт;

· \ = 0.25 Вт;

· \\ = 0.125 Вт.

Возле значка проставляют букву R и номинал резистора.

В отличие от постоянных деталей, обозначение переменных резисторов имеет особенность: над прямоугольником добавляется стрелка, указывающая, что в конструкции детали есть скользящий контакт (бегунок).

 

Характеристики и параметры

Пределы границ сопротивлений для деталей общего назначения находятся в промежутке от 10 Ом до 10 МОм. Для таких компонентов номинальная мощность рассеивания составляет 0,125 – 100 Вт.

Сопротивление высокоомных деталей составляет порядка 10¹³ Ом. Такие изделия
применяются в измерительных устройствах, предназначенных для малых

						Лист
						10

токов. Величины
номинальных мощностей на корпусах таких компонентов могут не указываться.Рабочее напряжение от 100 до 300 В.

Класс высоковольтных деталей предназначен для работы под напряжением 10 – 35 кВ. Их сопротивление достигает 10¹¹ Ом.

Для высокочастотных резисторов важен номинал рабочей частоты. Они способны работать на частотах свыше 10 МГц. Высокочастотные токи сильно нагревают детали. При интенсивном охлаждении номинальные мощности таких компонентов достигают величин 5, 20, 50 кВт.

В точных измерительных и вычислительных устройствах, а также в релейных системах применяются прецизионные резисторы. Они обладают высокой стабильностью параметров. Мощность рассеивания у таких деталей не превышает 2 Вт, а номинальное сопротивление лежит в пределах 1 – 10

6 Ом.

Кроме основных характеристик иногда важно знать уровень напряжений шума, зависимость сопротивления реальных резисторов от нагревания (температурный коэффициент сопротивления) и некоторые другие.

 

 

						Лист
						11

 

Что такое фоторезистор, его устройство и принцип работы

У полупроводниковых материалов есть много интересных свойств. Одно из них – изменение сопротивления под действием света. Электрическое сопротивление полупроводниковых элементов используется в приборах под названием фоторезистор. Управление внутренним сопротивлением полупроводниковых приборов с помощью световых потоков широко применялось в устаревших конструкциях, реже в современной электротехнике.

Полупроводниковый резистор может изменять параметры электрического тока в зависимости от интенсивности освещения. Это свойство часто используют на практике для создания устройств, управляемых потоком излучения.Сегодня промышленность поставляет на рынок фоторезисторы с различными характеристиками, а это значит, что они еще находят применение в современных электротехнических устройствах.

Что такое фоторезистор?

Остановимся более подробно на описании полупроводникового фоторезистора. Для начала дадим ему определение.

Фоторезистор — это полупроводниковый прибор (датчик), который при облучении светом изменяет (уменьшает) свое внутреннее сопротивление.

В отличие от фотоэлементов других типов (фотодиодов и фототранзисторов) данный прибор не имеет p-n перехода. Это значит, что фоторезистор может проводить ток независимо от его направления и может работать не только в цепях постоянного тока, где присутствует постоянное напряжение, но и с переменными токами.

Устройство

						Лист
						12

Конструкция разных моделей фоторезисторов может отличаться по форме материалу корпуса. Но в основе каждого такого прибора лежит подложка, чаще всего керамическая, покрытая слоем полупроводникового материала. Поверх этого полупроводника наносятся змейкой тонкий слой золота, платины или другого коррозиестойкого металла. (см. рис. 1). Слои наносятся методом напыления.

Напиленные слои соединяют с электродами, на которые поступает электрический ток. Всю эту конструкцию часто покрывают прозрачным пластиком и помещают в корпус с окошком для попадания световых лучей

 

Сегодня в продаже можно увидеть детали в металлическом корпусе, часто в пластике или модели открытого типа. Некоторые модели изготавливают без метода напыления, а вырезают тонкий резистивный слой непосредственно из полупроводника. Существуют также технологии изготовления пленочных фотодатчиков

пектр материалов восприимчив к инфракрасному излучению:

· германий чистый либо легированный примесями золота, меди, цинка;

· кремний;

· сульфид свинца и другие химические соединения на его основе;

· антимонид или арсенид индия;

· прочие химические соединения чувствительные к инфракрасным лучам.

Чистый германий или кремний применяют при изготовлении фоторезисторов с внутренним фотоэффектом, а вещества легированные примесями – для конструкций с внешним фотоэффектом. Независимо от вида

						Лист
						13

применяемого фоторезистивного материала, оба типа фоторезисторов обладают одинаковыми свойствами – обратной, нелинейной зависимостью сопротивления от силы светового потока.

 

 

						Лист
						14

 

Принцип работы

В неактивном состоянии полупроводник проявляет свойства диэлектрика. Для того, чтобы он проводил ток, необходимо воздействие на вещество внешнего стимулятора. Таким стимулятором может быть термическое воздействие или световое.

Под действием фотонов света полупроводник насыщается электронами, в результате чего он становится способным проводить электрический ток. Чем больше электронов образуется, тем меньшее сопротивление току оказывает полупроводниковый материал

На этом принципе базируется работа фоторезисторов. Образованию электронов способствует как видимый спектр света так и не видимый. Причем фоторезистор более чувствителен к инфракрасным лучам, имеющим большую энергию. Низкую чувствительность к видимому свету проявляют чистые материалы.

Для повышения чувствительности фоторезистивного слоя его легируют разными добавками, которые образуют обновленную внешнюю зону, расположенную поверх валентной зоны полупроводника. Такое внешнее насыщение электронами потребует меньше энергии для перехода в состояние насыщения фототоком проводимости. Возникает внешний фотоэффект, стимулированный видимым спектром излучения.

Путем подбора легирующих добавок можно создавать фоторезисторы для работы в разных спектральных диапазонах. Фоторезистор имеет спектральную чувствительность. Если длина световых волн находится вне зоны проводимости, то прибор перестает реагировать на такие лучи. Освещенность в таких случаях, уже не может оказывать влияния на токопроводимость изделия.

						Лист
						15

Выбор спектральных характеристик зависит от условий эксплуатации изделия и решаемых задач. Если интенсивностей излучения не достаточно для стабильной работы устройства, его эффективность можно повысить путем подбора чувствительных элементов, с соответствующим полупроводниковым слоем.

Важно помнить, что инерционность фоторезисторов заметно выше чем у фотодиодов и фототранзисторов. Инерционность прибора имеет место потому, что для насыщения полупроводникового слоя требуется некоторое время. Поэтому датчик всегда подает сигнал с некоторым опозданием.

Обозначение на схеме

Отличить фоторезистор на схеме от обычного резистора достаточно просто. На значке фоторезистора присутствуют две стрелки, направленные в сторону прямоугольника. Эти стрелки символизируют поток света (см. рис. 7). На некоторых схемах символ резистора помещают внутри окружности, а на других обозначают прямоугольником без окружности. Но главное отличие – наличие стрелок.

 

 

						Лист
						16

 

Виды

Несмотря на разнообразие фотодатчиков их можно разделить всего на два вида:

1. Фоторезисторы с внутренним фотоэффектом;

2. Датчики с внешним фотоэффектом.

Они отличаются лишь по технологии производства, а точнее, по составу фоторезистивного слоя. Первые – это фоторезисторы, в которых полупроводник изготавливается из чистых химических элементов, без примесей. Они малочувствительны к видимому свету, однако хорошо реагируют на тепловые лучи (инфракрасный свет).

Фоторезисторы с внешним эффектом содержат примеси, которыми легируют основной состав полупроводникового вещества. Спектр чувствительности у этих датчиков гораздо шире и перемещается в зону видимого спектра и даже в зону УФ излучения.

По принципу действия эти два вида фоторезисторов не отличаются. Их внутреннее сопротивление нелинейно уменьшается с ростом интенсивности светового потока в зоне чувствительности.



Как устроен и как работает фоторезистор – RxTx.su

Фоторезистор — это пассивный элемент (не отдает электрическую энергию, а только потребляет), который при воздействии на него света меняет свое сопротивление. Также его могут называть фотоэлементом, а в зарубежной документации встречается аббревиатура LDR («Light Dependent Resistor«, что в переводе на русский «Светозависимый резистор«) или «Photoconductive cell«, что в переводе «Фотопроводящий элемент«.

Что из себя представляет фоторезистор

На рисунке в начале статьи можно увидеть, как выглядит один из видов фоторезистора (распространенные на китайском рынке).

Фоторезисторы — это управляемые светом переменные резисторы. С точки зрения работы, фоторезистор обычно обладает очень высоким сопротивлением (в мегаомах) при размещении в темноте. Однако, когда он освещен, его сопротивление значительно уменьшается. Оно может упасть до нескольких сотен Ом, в зависимости от интенсивности света. Что касается применений, то фоторезисторы используются в схемах коммутации, активируемых светом или темнотой, а также в схемах светочувствительных детекторов.

Если сравнивать по чувствительности с фотодиодом или фототранзистором, то он является менее чувствительным к свету.

При подключении фоторезистора полярность, кстати, не имеет значения. Его можно использовать как в цепях с постоянным током, так и с переменным.

Обозначение на схеме фоторезистора

На рисунке 1 проиллюстрированы обозначения фоторезисторов на схемах. Все они обозначают один и тот же элемент. И не важно, с пересекающей стрелкой или без нее.

Рисунок 1. Условные обозначение фоторезистора, которые используются на схемах.

Устройство фоторезистора

Фоторезисторы изготавливаются из особого вида полупроводниковых кристаллов, таких как сульфид кадмия (для света) или сульфид свинца (для инфракрасного излучения).

Когда этот полупроводник помещают в темноту, электроны внутри его структуры «не хотят» проходить через резистор, потому что они слишком сильно связаны с атомами кристалла. Однако при освещении входящие фотоны света сталкиваются со связанными электронами, отрывая их от связывающего атома. Эти освобожденные электроны теперь могут вносить свой вклад в ток, протекающий через устройство.

Рисунок 2. Устройство фоторезистора

Фоторезисторам может потребоваться несколько миллисекунд или более, чтобы полностью отреагировать на изменения интенсивности света. И может потребоваться несколько секунд, чтобы вернуться к своему нормальному сопротивлению в темноте. В общем, практически все фоторезисторы функционируют аналогичным образом. Однако диапазон чувствительности и сопротивления фоторезистора может сильно варьироваться от одного устройства к другому.

Определенный фоторезистор может лучше реагировать на свет, который содержит фотоны определенной длины волны спектра. Например, фоторезисторы из сульфида кадмия лучше всего реагируют на свет в диапазоне от 400 до 800 нм, тогда как фоторезисторы из сульфида свинца лучше всего реагируют на инфракрасные фотоны.

Пример работы фоторезистора

В темное время суток фоторезистор обладает очень высоким сопротивлением, и через последовательный контур протекает небольшой ток. Миллиамперметр на рисунке 3 показывает самое минимальное значение (0.01 мА, ). Когда на фоторезистор подается все более яркий источник света, сопротивление фоторезистора начинает уменьшаться, и через последовательный контур начинает протекать больше тока.

Рисунок 3. Пример того, как работает фоторезистор

Светочувствительный делитель напряжения

Эти схемы напоминают схему делителя напряжения. Выходное напряжение можно рассчитать по формуле:

\[ U_{вых}=\frac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}}U_{вх} \]

По мере увеличения интенсивности света сопротивление фоторезистора уменьшается, поэтому выход в верхней цепи становится меньше по мере того, как на него попадает больше света, тогда как выход в нижней цепи становится больше (рис. 4).

Рисунок 4. Фоторезистор и делитель напряжения

Фелер 404

Фелер 404 изображение/svg+xml

Auswahl von Land und Sprache beeinflusst Deine Geschäftsbedingungen, Produktpreise und Sonderangebote

Sprache

Верунг

Preise

нетто

брутто

нетто

брутто

Nutze diesuchmaschine, um Themen zu finden, die Dich interessieren:

Каталог Ви кауфт человек Хильфе

или zurück zu: Дом

Abonnieren Sie jetzt

В том же информационном бюллетене вы найдете самые интересные и интересные сведения о новых продуктах, товарах и услугах на веб-сайте TME.
Hier können Sie sich auch von der Liste abmelden.

* Pflichtfeld

AnmeldenAuf Mitteilungsblatt verzichten

Ich habe mich mit der Ordnung des TME-Bulletins bekannt gemacht und erteile meine Zustimmung, damit das elektronische Informationsbulletin des TME-Dienstes meine E-Mail-Adresse geschickt wird. Ordnung des TME-Bulletins

*

1. Transfer Multisort Elektronik sp. о.о. mit Sitz в Лодзи, Адрес: ул. Устронная 41, 93-350 Łódź teilt hiermit mit, dass sie der Administrator Ihrer personenbezogenen Daten sein wird.
2. Ein Datenschutzbeauftragter wird beim Administrator der personenbezogenen Daten ernannt und kann per E-Mail unter [email protected] kontaktiert werden.
3. Ihre Daten werden verarbeitet auf Grundlage von Art. 6 Абс. 1 лит. a) der Verordnung des Europäischen Parlaments und des Rates (EU) 2016/679 vom 27. April 2016 zum Schutz natürlicher Personen bei der Verarbeitung personenbezogener Daten und zum freien Datenverkehr und zur Aufhebung der Richtlinie 95/46/EG (nachstehend «DSGVO» genannt), um an die angegebene E-Mail-Adresse den elektronischen Newsletter von TME zu senden.
4. Die Angabe der Daten ist freiwillig, jedoch für den Versand des Newsletters erforderlich.
5. Ihre personenbezogenen Daten werden gespeichert, bis Ihre Einwilligung für die Verarbeitung Ihre personenbezogenen Daten widerufen.
6. Sie haben das Recht auf Zugang, Berichtigung, Löschung oder Einschränkung der Verarbeitung Ihrer Daten;
Soweit Ihre personenbezogenen Daten aufgrund einer Einwilligung verarbeitet werden, haben Sie das Recht, die Einwilligung zu widerufen. Der Widerruf der Einwilligung berührt nicht die Rechtmäßigkeit der Verarbeitung auf der Grundlage der Einwilligung vor dem Widerruf.
7. Soweit Ihre Daten zum Zwecke des Vertragsabschlusses und der Vertragsabwicklung oder aufgrund Ihrer Einwilligung verarbeitet werden, haben Sie auch das Recht, Ihre personenbezogenen Daten zu übertragen, d. час von der verantwortlichen Stelle in structurierter, allgemein üblicher und maschinenlesbarer Form zu erhalten. Sie können diese Daten einen anderen Datenadministrator übersenden.
8. Sie haben auch das Recht, eine Beschwerde bei der für Datenschutz zuständigen Aufsichtsbehörde einzureichen.

больше Венигер

TME-Newsletter abonnieren

Ангбот — Рабат — Нойхайтен. Sei auf dem Laufenden mit dem Angebot von TME

AGB zum Информационный бюллетень Auf Mitteilungsblatt verzichten

Daten werden verarbeitet

Die Operation wurde erfolgreich durchgeführt.

Ein unerwarteter Fehler ist aufgetreten. Bitte versuche noch einmal.

Логин

Пароль

Логин и пароль заранее.

Die Angabe im Feld ist zu kurz. Мин. Отметьте значение %minLength%.

Пароль недействителен?

Dein Browser wird nicht mehr unterstützt, bitte lade eine neue Version herunter

Хром Скачать фон Датей

Fire Fox Скачать фон Датей

Опера Скачать фон Датей

Интернет-проводник Скачать фон Датей

Выбрать почтовый ящик

Устройство

, принцип действия, характеристики

В промышленности и бытовой электронике фоторезисторы используются для измерения освещенности, подсчета величин, определения препятствий и т. д. Его основная цель — преобразовать количество света, падающего на чувствительную область, в полезный электрический сигнал. Затем сигнал может обрабатываться аналоговой, цифровой логикой или схемой на основе микроконтроллера. В этой статье мы расскажем, как устроен фоторезистор и как меняются его свойства под воздействием света.

• Основные понятия и устройство
• Характеристики фоторезистора
• Где используется

Основные понятия и устройство

Фоторезистор — полупроводниковый прибор, сопротивление (если удобно — проводимость) меняется в зависимости от того, насколько освещена его чувствительная поверхность. Конструктивно встречается в различных исполнениях. Наиболее распространенные элементы этой конструкции, как показано на рисунке ниже. В этом случае для работы в специфических условиях можно найти фоторезисторы, заключенные в металлический корпус с окном, через которое свет попадает на чувствительную поверхность. Ниже вы видите его графическое обозначение на схеме.

Интересно: изменение сопротивления под действием светового потока называется фоторезистивным эффектом.

Принцип работы следующий: между двумя токопроводящими электродами находится полупроводник (на рисунке показан красным), когда полупроводник не горит — его сопротивление высокое, до нескольких МОм. При освещении этой области ее проводимость резко возрастает, а сопротивление соответственно уменьшается.

В качестве полупроводников могут быть использованы такие материалы, как сульфид кадмия, сульфид свинца, селенит кадмия и другие. Спектральная характеристика зависит от выбора материала при изготовлении фоторезистора. Простыми словами — диапазон цветов (длин волн) при освещении которых правильно будет изменяться сопротивление элемента. Поэтому выбирая фоторезистор, нужно учитывать, в каком спектре он работает. Например, для УФ-чувствительных элементов нужно подбирать те типы излучателей, спектральные характеристики которых подходят для фоторезисторов. Ниже показан рисунок, описывающий спектральные характеристики каждого из материалов.

Один из часто задаваемых вопросов: «Есть ли полярность в фоторезисторе?» Ответ — нет. Фоторезисторы не имеют p-n перехода, поэтому не имеет значения, в каком направлении течет ток. Проверить фоторезистор можно мультиметром в режиме измерения сопротивления, замерив сопротивление освещенного и затемненного элемента.

Примерную зависимость сопротивления от освещенности вы можете увидеть на графике ниже:

Здесь показано, как изменяется ток при определенном напряжении в зависимости от количества света, где Ф=0 – темнота, а Ф3 – яркий свет. На следующем графике показано изменение тока при постоянном напряжении, но изменяющейся освещенности :

На третьем графике вы видите зависимость сопротивления от освещенности:

На рисунке ниже вы можете увидеть, как выглядят популярные фоторезисторы производства СССР:

Современные фоторезисторы, которые широко используемые в практике самодельщиков, выглядят немного иначе:

Элемент обычно маркируется буквами.

Характеристики фоторезистора

Итак, фоторезисторы имеют основные характеристики, на которые обращают внимание при выборе:

• Темновостойкость. Как следует из названия, это сопротивление фоторезистора в темноте, то есть при отсутствии светового потока.
• Интегральная светочувствительность — описывает реакцию элемента, изменение тока через него на изменение светового потока. Измеряется при постоянном напряжении в А/лм (или мА, мкА/лм). Его обозначают как S. S = Iph/F, где Iph — фототок, а F — световой поток.

В этом случае указывается фототок. Это разница между темновым током и током освещенного элемента, то есть та часть, которая возникла за счет эффекта фотопроводимости (то же, что и фоторезистивный эффект).

Примечание: темновое сопротивление, разумеется, характерно для каждой конкретной модели, например, для FSK-G7 — оно составляет 5 МОм, а интегральная чувствительность — 0,7 А/лм.

Помните, что фоторезисторы обладают определенной инерционностью, то есть их сопротивление изменяется не сразу после воздействия светового потока, а с небольшим запаздыванием. (- 5) с). Таким образом, применение фоторезистора в схемах, где требуется быстродействие, ограничено, а зачастую и неоправданно.

Где используется

Когда мы узнали об устройстве и параметрах фоторезисторов, поговорим о том, зачем он нужен на конкретных примерах. Хотя применение фоторезисторов ограничено их быстродействием, область применения не стала меньше.

1. Сумеречные реле. Их еще называют фотореле – это устройства для автоматического включения света в темное время суток. На схеме ниже показан самый простой вариант такой схемы, на аналоговых компонентах и ​​электромеханическом реле. Недостатком его является отсутствие гистерезиса и возможное возникновение дребезжания при запредельных значениях освещенности, в результате чего реле будет дребезжать или включаться-выключаться при незначительных колебаниях освещенности.
2. Датчики света. С помощью фоторезисторов можно обнаружить слабый световой поток. Ниже представлена ​​реализация такого устройства на базе ARDUINO UNO.
3. Тревоги. В таких схемах в основном используются элементы, чувствительные к ультрафиолетовому излучению. Чувствительный элемент подсвечивается излучателем, в случае возникновения между ними препятствия срабатывает сигнализация или исполнительное устройство. Например, турникет в метро.
4. Датчики присутствия чего-либо. Например, в полиграфии с помощью фоторезисторов можно контролировать обрыв бумажной ленты или количество листов, подаваемых в печатную машину. Принцип работы аналогичен рассмотренному выше. Таким же образом можно учитывать количество изделий, прошедших по конвейерной ленте, или ее размер (при известной скорости).

Мы кратко рассказали о том, что такое фоторезистор, где он применяется и как работает. Практическое применение элемента очень широкое, поэтому описать все особенности в рамках одной статьи достаточно сложно. Если у вас есть вопросы — пишите их в комментариях.

Напоследок рекомендуем посмотреть полезное видео по теме: