Un fotorresistor (también conocido como fotocélula , o resistencia dependiente de la luz , LDR , o celda fotoconductora ) es un componente pasivo que disminuye la resistencia con respecto a recibir luminosidad (luz) en la superficie sensible del componente. La resistencia de un fotorresistor disminuye con el aumento de la intensidad de la luz incidente; en otras palabras, exhibe fotoconductividad . Se puede aplicar un fotorresistor en circuitos detectores sensibles a la luz y en circuitos de conmutación activados por la luz y por la oscuridad que actúan como semiconductor de resistencia . En la oscuridad, un fotorresistor puede tener una resistencia de hasta varios megaohmios (MΩ), mientras que en la luz, un fotorresistor puede tener una resistencia de tan solo unos pocos cientos de ohmios. Si la luz incidente sobre un fotorresistor excede una determinada frecuencia , los fotones absorbidos por el semiconductor dan a los electrones unidos suficiente energía para saltar a la banda de conducción . Los electrones libres resultantes (y sus compañeros huecos ) conducen la electricidad, reduciendo así la resistencia . El rango de resistencia y la sensibilidad de un fotorresistor pueden diferir sustancialmente entre dispositivos diferentes. Además, los fotorresistores únicos pueden reaccionar de manera sustancialmente diferente a los fotones dentro de ciertas bandas de longitud de onda.
Un dispositivo fotoeléctrico puede ser intrínseco o extrínseco. Un semiconductor intrínseco tiene sus propios portadores de carga y no es un semiconductor eficiente (como lo es el silicio). En los dispositivos intrínsecos, la mayoría de los electrones disponibles están en la banda de valencia y, por lo tanto, el fotón debe tener suficiente energía para excitar al electrón a lo largo de toda la banda prohibida . Los dispositivos extrínsecos tienen agregadas impurezas, también llamadas dopantes , cuya energía del estado fundamental está más cerca de la banda de conducción; Dado que los electrones no tienen que saltar tan lejos, los fotones de menor energía (es decir, longitudes de onda más largas y frecuencias más bajas) son suficientes para activar el dispositivo. Si una muestra de silicio tiene algunos de sus átomos reemplazados por átomos de fósforo (impurezas), habrá electrones adicionales disponibles para la conducción. Este es un ejemplo de semiconductor extrínseco . [1]
Un fotorresistor es menos sensible a la luz que un fotodiodo o un fototransistor . Los dos últimos componentes son verdaderos dispositivos semiconductores , mientras que un fotorresistor es un componente pasivo que no tiene unión PN . La fotorresistividad de cualquier fotorresistor puede variar ampliamente dependiendo de la temperatura ambiente, lo que los hace inadecuados para aplicaciones que requieren una medición precisa o la sensibilidad a los fotones de luz.
Los fotorresistores también presentan un cierto grado de latencia entre la exposición a la luz y la posterior disminución de la resistencia, normalmente alrededor de 10 milisegundos. El retraso al pasar de ambientes iluminados a oscuros es aún mayor, a menudo de hasta un segundo. Esta propiedad los hace inadecuados para detectar luces que parpadean rápidamente, pero a veces se utiliza para suavizar la respuesta de la compresión de la señal de audio. [2]
Los fotorresistores vienen en muchos tipos. Las celdas económicas de sulfuro de cadmio (CdS) se pueden encontrar en muchos artículos de consumo, como fotómetros de cámaras, radios despertadores, dispositivos de alarma (como detectores de un haz de luz), luces nocturnas , relojes de exterior, farolas solares y captafaros solares, etc. .
Se pueden colocar fotorresistores en las farolas para controlar cuándo está encendida la luz. La luz ambiental que incide sobre el fotorresistor hace que la farola se apague. De este modo se ahorra energía al garantizar que la luz solo esté encendida durante las horas de oscuridad.
Los fotorresistores o LDR también se utilizan en sistemas de seguridad basados en láser para detectar el cambio en la intensidad de la luz cuando una persona/objeto pasa a través del rayo láser.
También se utilizan en algunos compresores dinámicos junto con una pequeña lámpara incandescente o de neón , o un diodo emisor de luz para controlar la reducción de ganancia. Un uso común de esta aplicación se puede encontrar en muchos amplificadores de guitarra que incorporan un efecto de trémolo integrado , ya que los patrones de luz oscilantes controlan el nivel de señal que pasa por el circuito del amplificador.
El uso de fotorresistores CdS y CdSe [3] está severamente restringido en Europa debido a la prohibición RoHS sobre el cadmio .
Las LDR (resistencias dependientes de la luz) de sulfuro de plomo (PbS) y antimonuro de indio (InSb) se utilizan para la región espectral del infrarrojo medio. Los fotoconductores Ge : Cu se encuentran entre los mejores detectores de infrarrojo lejano disponibles y se utilizan para astronomía infrarroja y espectroscopia infrarroja .
