Fotoresistori
(41)I fotoresistori sono di fatto elementi a semiconduttore e cambiano le loro proprietà elettriche a seconda dei fattori ambientali. In particolare, la resistenza di questi elementi dipende dall'intensità della luce che cade sulla loro superficie.
Struttura dei fotoresistori
Il fotoresistore dispone di due pin collegati a degli elettrodi a pettine. Tra di loro è presente un materiale monocristallino o policristallino fotosensibile. Questa struttura sottile si trova su un substrato costituito da un isolante (ad es. ceramica, vetro), mentre il tutto è protetto con un materiale resistente e trasparente (spesso resina epossidica). Nei fotoresistori vengono utilizzati vari composti chimici, come silicio, solfuro di piombo, solfuro di cadmio, le proprietà di questo materiale sono legate alle caratteristiche del componente. Prima di tutto, la sua gamma spettrale, ossia la banda di frequenza della radiazione elettromagnetica, in cui il fotoresistore presenta la massima sensibilità. A causa dell'area di applicazione, questa banda rientra per lo più all'interno della gamma di luce visibile.
Applicazione dei fotoresistori
Uno dei maggiori vantaggi dei fotoresistori è la semplicità della loro implementazione. Poiché funzionano in modo analogo ai normali resistori, possono essere utilizzati in molti circuiti analogici e digitali tradizionali, fungendo da rilevatore di luce o persino di sensore. Inoltre, questa caratteristica durante la prototipazione dei dispositivi consente la loro sostituzione con resistori o potenziometri che faciliteranno l'esecuzione di test precisi che simulano condizioni ambientali specifiche.
Il secondo vantaggio non banale del fotoresistore è il suo basso prezzo, che nella produzione di massa si traduce in una riduzione significativa dei costi.
Per questi motivi, i fotoresistori vengono comunemente utilizzati in molti dispositivi. Da un lato, si tratta di circuiti molto semplici, come regolatori automatici della luminosità di display a LED o sensori crepuscolari (che accendono il circuito di illuminazione dopo il tramonto). Tuttavia, i fotoresistori vengono utilizzati anche in applicazioni più complesse e precise, ad esempio in luxmetri, dispositivi per il test/monitoraggio delle condizioni ottiche, moduli di sensori industriali. In questa applicazione, il fotoresistore solitamente viene incorporato in un circuito di calibrazione che consente il raggiungimento di un'elevata precisione di misura.
Parametri importanti dei fotoresistori
La maggior parte dei parametri che caratterizzano i fotoresistori sono identici a quelli dei componenti passivi. Gli elementi hanno una potenza massima specifica (nel caso dell'offerta della TME, questa varia da 90mW a 0,5W ), così come una tensione massima di esercizio (che può raggiungere diverse centinaia di V). Naturalmente, i produttori specificano anche la tolleranza termica degli elementi, nonché il loro metodo di assemblaggio (quasi sempre THT, ossia nella tecnologia a foro passante).
I parametri caratteristici dei fotoresistori sono, ad es. tempo di accensione e spegnimento (diverse decine di ms). Nella scelta di un componente per una determinata applicazione è necessario tenere presente anche la sua sensibilità, espressa mediante due valori: lunghezza d'onda nel punto di massima sensibilità e resistenza a un'esposizione specifica. Il primo numero determina la tonalità della luce per cui è stato predisposto il componente, il secondo consente di stimarne il comportamento in determinate condizioni. Nella documentazione tecnica di ogni prodotto sono presenti informazioni più dettagliate su questo argomento: in forma di grafico o di equazione che definisce rigorosamente il rapporto tra l'intensità luminosa (espressa in lux) e la resistenza del componente. Vale la pena notare, tuttavia, che solitamente il fotoresistore è inserito nel circuito come elemento di un partitore di tensione o tramite un amplificatore operazionale, pertanto le sue caratteristiche possono essere adattate alle esigenze di una specifica applicazione selezionando resistori esterni con valori appropriati.
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