Un fotorresistor (también conocido como resistor dependiente de la luz , LDR o celda fotoconductora ) es un componente pasivo que disminuye su resistencia como resultado del aumento de la luminosidad (luz) en su superficie sensible, en otras palabras, exhibe fotoconductividad . Un fotorresistor se puede utilizar en circuitos detectores sensibles a la luz y circuitos de conmutación activados por luz y activados por oscuridad que actúan como una resistencia semiconductora . En la oscuridad, un fotorresistor puede tener una resistencia tan alta como varios megaohmios (MΩ), mientras que en la luz, puede tener una resistencia tan baja como unos pocos cientos de ohmios. Si la luz incidente en un fotorresistor excede una cierta frecuencia , los fotones absorbidos por el semiconductor dan a los electrones ligados suficiente energía para saltar a la banda de conducción . Los electrones libres resultantes (y sus socios huecos ) conducen 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 en toda la banda prohibida . Los dispositivos extrínsecos tienen impurezas, también llamadas dopantes , agregadas 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 un semiconductor extrínseco . [1]
Un fotorresistor es menos sensible a la luz que un fotodiodo o un fototransistor . Estos dos últimos componentes son verdaderos dispositivos semiconductores , mientras que un fotorresistor es un componente pasivo que no tiene una unión PN . La fotorresistividad de cualquier fotorresistor puede variar ampliamente según la temperatura ambiente, lo que los hace inadecuados para aplicaciones que requieren una medición precisa o 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 tiempo de retardo al pasar de entornos iluminados a oscuros es incluso mayor, a menudo de hasta un segundo. Esta propiedad los hace inadecuados para detectar luces que parpadean rápidamente, pero a veces se utilizan para suavizar la respuesta de la compresión de la señal de audio. [2]
Existen muchos tipos de fotorresistencias. Las células de sulfuro de cadmio (CdS) son económicas y se pueden encontrar en muchos artículos de consumo, como fotómetros con cámara, radiodespertadores, dispositivos de alarma (como detectores de rayos de luz), luces nocturnas , relojes de exterior, farolas solares y captafaros solares, etc.
Se pueden colocar fotorresistencias en las farolas para controlar cuándo se encienden. La luz ambiental que incide sobre la fotorresistencia hace que la farola se apague. De esta forma se ahorra energía al garantizar que la luz solo esté encendida durante las horas de oscuridad.
Los fotorresistores también se utilizan en sistemas de seguridad basados en láser para detectar el cambio en la intensidad de la luz cuando una persona u 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 del cadmio .
Los LDR (resistencias dependientes de la luz) de sulfuro de plomo (PbS) y antimoniuro 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 .
