光依存抵抗器とは何ですか？

光依存抵抗器は、光が存在しない場合に電流の流れに対して非常に高い抵抗を持つ半導体電気デバイスです。 光がデバイスに当たると、抵抗が低下し、電流がデバイスを通過して他のデバイスまたは電気回路に流れます。 この動作のため、光依存抵抗器は、光の存在に応じてオンまたはオフにする必要があるあらゆるタイプのデバイスでよく使用されます。 光依存抵抗器の一般的な用途は、写真撮影に使用される街灯やライトメーターです。

フォトレジスタまたはフォトコンダクタとも呼ばれる光依存抵抗器は、多くの場合、電荷を含む不純物を材料に与えるためにドープされた材料で構成されています。 これらのタイプは外因性と言われています。 光依存抵抗器は、シリコンなどの独自の弱い電荷を持つ単一の非ドープ材料で構成することもできます。 これらは組み込みと呼ばれます。

外因性であれ内因性であれ、すべての光依存抵抗器は同じ基本原理で動作します。 それらの電荷は自由電子ではなく、光依存性抵抗の材料マトリックスに結合された電子でできています。 これにより、電気伝導に対するデバイスの抵抗が自然に高くなります。 ただし、デバイスに光が当たると、材料マトリックスに結合した電子が励起されます。 光が十分に強い場合、電子は非常に励起され、デバイスの伝導帯に飛び込むことができ、電気の伝導を開始できます。

最も安価な光依存抵抗器は硫化カドミウムで構成されており、多くの実用的な用途に使用されます。 街灯では、これらのデバイスは夕暮れ時にライトをオンにし、夜明けにオフにすることで電力を節約します。 これらのタイプのデバイスは、写真用の光メーターでも使用されます。 メーターは、光に依存する抵抗の抵抗を測定します。抵抗は、光のレベルが増加するにつれて減少します。

ただし、光依存抵抗器には、その特性を変更し、可視光を含まないアプリケーションで有用にするために、他の多くの材料が使用されています。 硫化鉛とアンチモン化インジウムは、赤外線の一部の周波数に敏感なデバイスを作成するために使用され、優れた赤外線検出器になります。 ゲルマニウム銅は、遠赤外線に非常に敏感な光依存抵抗器を作ることができる別の材料であり、一部の天文学者は観測に使用しています。