Entendendo LDRs: Como Funcionam os Resistores Dependentes de Luz

O que é LDR? LDR é um acrônimo para resistor dependente de luz. Este resistor é comumente conhecido como fotorresistor. É um tipo particular de resistor que opera do princípio de que sua resistência depende da intensidade da luz. Além disso, este princípio de operação é conhecido como princípio da fotocondutividade. O princípio da fotocondutividade explica que a oposição reduzirá quando a luz aumentar. Caso contrário, quando a quantidade de luz solar reduz, a resistência subirá.

Este artigo discute o funcionamento do LDR, sua estrutura e suas aplicações em projetos de energia elétrica.

Como o LDR é Feito?

Importante, este dispositivo eletrônico tem materiais fotossensíveis como Sulfeto de Cádmio (CdS) em formato zig-zag. No entanto, algumas regiões geográficas proibiram o uso de Sulfeto de Cádmio em projetos. Em vez disso, outros materiais fotossensíveis a usar são Antimoneto de Índio (InSb) e Sulfeto de Chumbo (PbS).

Em ambas as extremidades da linha zig-zag, existem dois contatos metálicos. Esses contatos ajudam a criar uma conexão com o LDR formando uma banda de energia. Notavelmente, esta característica principal distingue um Resistor Dependente de Luz de um fototransistor ou fotodiodo. Também, esta característica significa que um LDR não possui uma junção P-N.

Adicionalmente, a linha zig-zag é um material delicado que precisa de proteção. Portanto, o revestimento transparente na forma zig-zag oferece esta proteção. Também, a camada é transparente para permitir que a luz do ambiente penetre através do material fotossensível.

O Tipo de LDR

Existem dois tipos de LDR. Estes são o fotorresistor intrínseco e o fotorresistor extrínseco. Notavelmente, os dois fotorresistores são diferentes porque o fotorresistor intrínseco tem materiais semicondutores puros. Ao mesmo tempo, o fotorresistor extrínseco usa materiais semicondutores que passaram por dopagem e contêm algumas impurezas.

Germânio e silício são alguns exemplos de materiais semicondutores puros. Quando uma luz incidente energizada pousa neste material semicondutor, os elétrons na região ganham esta energia. Então, esses elétrons são acionados, e alguns deles viajam para a banda de condução.

Um semicondutor impuro compõe um fotorresistor extrínseco. Essas impurezas funcionam criando uma nova banda de energia sobre a banda de valência. Como resultado, você precisará de menos potência para transferência de elétrons da banda de condução por causa do menor intervalo de energia.

Ambos esses resistores são dependentes de luz; portanto, você pode usá-los em luzes de rua automáticas, sensores de luz ou medidores de luz. Também, você pode usar esses resistores em aplicações que requerem sensibilidade à luz.

Como Funcionam os Resistores Dependentes de Luz?

Entendimento Básico

Para entender como um semicondutor funciona, você deve saber como um bom condutor e isoladores operam. Um bom condutor contém grandes números de elétrons livres que se movem em direções diferentes quando você aplica energia. Por outro lado, um isolador possui uma resistência maior, portanto, contém muito poucos elétrons. Como resultado, nenhum movimento dos elétrons está presente.

No entanto, um LDR usa um semicondutor. Um semicondutor tem poucos elétrons que podem se mover de uma região para outra. Adicionalmente, a maioria dos elétrons de semicondutor são imóveis porque estão subjugados na rede cristalina. Consequentemente, devido ao estado destes materiais, eles oferecem resistência muito alta.

Princípio Explicado

Como mencionado anteriormente, o LDR obedece ao princípio da fotocondutividade. Este princípio é que uma queda no nível de intensidade de luz traz um aumento na resistência. Em qualquer momento que iluminação do ambiente cai no material fotossensível, o material fotossensível absorve esta energia. Então, elétrons nesta matéria fotossensível, particularmente na banda de valência, são acionados e viajam para a banda de condução. Finalmente, uma vez que os elétrons alcançam a banda de condução, eles elevam o nível de condutividade quando a intensidade de luz sobe. Portanto, um aumento no nível de condução corresponde ao aumento na intensidade de luz.

Também, as partículas carregadas só podem se mover da banda de valência para a banda de condução. Importante, esta infraestrutura de energia só acontece se a energia na luz incidente for maior que a energia do intervalo de banda.

Quando em locais escuros, o LDR tem sua resistência no máximo. No entanto, sua resistência reduz uma vez que você expõe o dispositivo a raios de luz.

Aplicação do LDR

• Primeiramente, estes fotorresistores são úteis na detecção da intensidade e presença de luz em um certo ambiente.
• Em segundo lugar, o dispositivo é útil em lâmpadas automáticas que ligam e desligam sempre que a luz está.
• Em terceiro lugar, você pode usar este fotorresistor em uma chave de proximidade fotoelétrica.
• Também, relógios e alarmes de fumaça com luzes automatizadas podem usar o LDR.
• Por último, você pode usar o LDR em um projeto de circuito óptico.

Estrutura do Resistor Dependente de Luz

O LDR tem um corpo horizontal que tem a maioria das partes expostas à luz.

Você deve saber que dopar levemente a região semicondutora ativa e colocá-la em um substrato semi-isolante é essencial.

No entanto, com a maioria dos LDRs discretos, usa-se um padrão interdigital para aumentar a área de superfície do corpo exposta à luz.

Também, a estrutura física do LDR permite que a luz penetre. Esta característica desempenha um papel significativo já que o padrão é cortado na metalização na superfície de áreas ativas. Notavelmente, as duas áreas metalizadas representam os dois contatos metálicos para o resistor. No entanto, a área metalizada deve ser substancial em tamanho. Espaço suficiente reduz a resistência de contato à área ativa.

Esta estrutura particular é bastante comum em pequenos fotorresistores. Adicionalmente, a estrutura de padrão interdigital é bastante complexa. Portanto, está presente em dispositivos fotorresistores discretos.

Símbolo do LDR

O símbolo do LDR na maioria dos circuitos é frequentemente o símbolo do circuito resistor. Este símbolo mostra setas brilhando nele, representando os raios de luz. As setas se assemelham à do circuito fotodiodo ou fototransistor.

Também, é essencial notar que existem maneiras antigas e novas de representar um resistor em um circuito. O método antigo usa a linha zig-zag, enquanto o novo método usa uma caixa retangular.

Diferença entre uma Fotocélula e um LDR

Tanto o LDR quanto a fotocélula funcionam em princípios. O LDR funciona no princípio de sua resistência reduzir com um aumento na intensidade de luz. Contrastantemente, a fotocélula converte energia luminosa em energia elétrica. Também, a fotocélula funciona com um diodo de junção PN mesmo que ambos requerem materiais semicondutores para funcionar.

Por último, enquanto ambos os dispositivos dão uma resposta, a fotocélula dá uma resposta mais rápida. Por outro lado, o LDR oferece reações frequentes. Portanto, fotocélulas são dispositivos elétricos ideais em aplicações que requerem uma resposta imediata ao detectar mudança.

Resumo

Um LDR é um equipamento elétrico crucial usado em projetos que requerem detecção de luz. Um LDR usa material semicondutor, portanto, pode oferecer alta resistência.

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