Le fotocellule sono semiconduttori che sono rilevatori di luce. Sono essenzialmente resistori dipendenti dalla luce, poiché hanno un'uscita proporzionale alla quantità di luce che ricade su di essi. A causa di questo effetto, sono anche noti come fotoresistori o resistori dipendenti dalla luce (LDR).

Operazione

Le fotocellule convertono l'energia luminosa in energia elettrica. Quando non c'è luce, hanno una resistenza molto elevata che può essere di milioni di ohm. Al contrario, quando la luce è presente, la loro resistenza si riduce notevolmente a poche centinaia ohm. Ciò consente a più correnti di fluire all'interno del circuito.

Significato

Possono essere utilizzate con correnti alternate o dirette. Le fotocellule sono di piccole dimensioni, ma poco costose e durevoli. La loro versatilità consente loro di rilevare tutti i tipi di luce in tutti i tipi di condizioni. La gamma va dalla luce visibile alla luce infrarossa. Esempi di fonti includono chiaro di luna, luce solare, laser, fuoco, neon, fluorescente e simili. Ciò consente loro di funzionare in due modi: digitalmente, per indicare se la luce è presente, o in modo analogico, per indicare l'intensità della luce.

L'inconveniente è che potrebbero non rispondere immediatamente alla presenza di luce, e potrebbe tornare molto lentamente al loro stato originale quando viene rimossa la fonte di luce. Le loro misure non sono precise. Possono anche richiedere un tipo di calibrazione prima di essere utilizzati.

Construction

Il materiale scelto nella loro costruzione è il solfuro di cadmio, perché ha una sensibilità alla luce simile a quella dell'occhio umano. Per questo motivo possono anche essere indicati come celle CdS. Un altro ingrediente è il seleniuro di cadmio. Per rilevare gli infrarossi vengono utilizzati solfuro di piombo, seleniuro di piombo o antimonio di indio.

Per costruirli, un sottile strato di materiale viene depositato su un substrato ceramico. Gli elettrodi vengono quindi evaporati sulla superficie. Possono essere rivestiti con una finestra di plastica o di vetro.

Caratteristiche

Nonostante siano formati da semiconduttori, le fotocellule non hanno una giunzione PN. Una giunzione PN è formata da una combinazione di semiconduttori di tipo positivo e negativo, ed è la base di componenti, come diodi e transistor.

Nelle fotocellule, un fotone o una particella di luce forza elettroni dalle loro posizioni nel materiale atomi, lasciando buchi con cariche positive. Una tensione applicata attraverso la fotocellula costringe i fori e gli elettroni a fluire, creando così una corrente.

Il loro simbolo è quello di un resistore con due frecce rivolte verso un lato. Come i resistori ordinari, mancano di polarità, che e quindi possono essere collocati in entrambe le direzioni all'interno di un circuito.

Utilizza

Le fotocellule hanno una miriade di usi, specialmente come interruttori e sensori. Sono un elemento comune nella robotica, in cui dirigono i robot per nascondersi al buio o per seguire una linea o un faro. Le luci automatiche che si accendono quando fa buio usano fotocellule, così come i lampioni che si accendono e si spengono a seconda che si tratti della notte o del giorno. Sono utilizzati come timer per misurare le velocità dei corridori durante una gara.

Le fotocellule possono essere utilizzate al posto di resistori variabili e celle fotovoltaiche. Alcune applicazioni circuitali includono misuratori di luce e relè controllati dalla luce.