What is a Light Dependent Resistor (LDR) or Photoresistor?
एक लाइट डिपेंडेंट रिसिस्टर (जिसे एक फोटोरसिस्टर या LDR के रूप में भी जाना जाता है) एक ऐसा उपकरण है जिसकी प्रतिरोधकता विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक कार्य है। इसलिए, वे प्रकाश के प्रति संवेदनशील उपकरण हैं। उन्हें फोटोकॉन्डक्टर, फोटोकॉन्डक्टिव सेल या बस फोटोकॉल्स भी कहा जाता है।
वे अर्धचालकों से बने होते हैं जिनमें उच्च प्रतिरोध होता है। एक फोटोरॉस्टर या एलडीआर को इंगित करने के लिए कई अलग-अलग प्रतीकों का उपयोग किया जाता है, सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले प्रतीक में से एक नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है। तीर उस पर प्रकाश गिरने का संकेत देता है।
Working Principle of LDR
तो वास्तव में एक फोटोसेस्टर (यानी एक प्रकाश आश्रित रोकनेवाला या LDR) कैसे काम करता है? फोटोरिसेक्टर्स फोटोकॉन्डक्टिविटी के सिद्धांत के आधार पर काम करते हैं। Photoconductivity एक ऑप्टिकल घटना है जिसमें सामग्री की चालकता बढ़ जाती है जब प्रकाश सामग्री द्वारा अवशोषित होता है।
जब प्रकाश गिरता है यानी जब फोटोन डिवाइस पर गिरते हैं, तो सेमीकंडक्टर सामग्री के वैलेंस बैंड में इलेक्ट्रॉनों चालन बैंड के लिए उत्साहित होते हैं। घटना प्रकाश में इन फोटॉनों में सेमीकंडक्टर सामग्री के बैंडगैप से अधिक ऊर्जा होनी चाहिए ताकि इलेक्ट्रॉनों को वैलेंस बैंड से कंडक्शन बैंड तक कूद सकें।
इसलिए जब प्रकाश में डिवाइस पर पर्याप्त ऊर्जा होती है, तो अधिक से अधिक इलेक्ट्रॉन चालन बैंड से उत्साहित होते हैं जिसके परिणामस्वरूप बड़ी संख्या में चार्ज वाहक होते हैं। इस प्रक्रिया का परिणाम अधिक से अधिक चालू होता है जब सर्किट बंद हो जाता है और डिवाइस के माध्यम से प्रवाह शुरू होता है और इसलिए यह कहा जाता है कि डिवाइस का प्रतिरोध कम हो गया है। यह LDR का सबसे सामान्य कार्य सिद्धांत है।
Construction of LDR
एक प्रकाश-आश्रित अवरोधक की संरचना में एक प्रकाश-संवेदनशील सामग्री होती है जो एक इन्सुलेट सब्सट्रेट जैसे सिरेमिक पर जमा होती है। वांछित प्रतिरोध और शक्ति रेटिंग प्राप्त करने के लिए सामग्री को एक ज़िगज़ैग पैटर्न में जमा किया जाता है। यह ज़िगज़ैग क्षेत्र धातु जमा क्षेत्रों को दो क्षेत्रों में अलग करता है।
फिर ओमिक संपर्क क्षेत्र के दोनों ओर किए जाते हैं। इन अनुबंधों का प्रतिरोध यथासंभव कम होना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि प्रतिरोध मुख्य रूप से केवल प्रकाश के प्रभाव के कारण बदलता है। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री कैडमियम सल्फाइड, कैडमियम सेलेनाइड, इंडियम एंटीमोनाइड और कैडमियम सल्फाइड हैं। सीसा और कैडमियम के उपयोग से बचा जाता है क्योंकि वे पर्यावरण के लिए हानिकारक होते हैं।
Characteristics of LDR
Photoresistor LDR के प्रकाश पर निर्भर उपकरण हैं जिनके प्रतिरोध में कमी आती है जब प्रकाश उन पर पड़ता है और यह अंधेरे में बढ़ जाता है। जब एक प्रकाश आश्रित प्रतिरोधक को अंधेरे में रखा जाता है, तो इसका प्रतिरोध बहुत अधिक होता है। इस प्रतिरोध को अंधेरे प्रतिरोध के रूप में कहा जाता है।
यह 1012 as जितना ऊंचा हो सकता है और अगर डिवाइस को प्रकाश को अवशोषित करने की अनुमति है, तो इसका प्रतिरोध बहुत कम हो जाएगा। यदि इस पर एक निरंतर वोल्टेज लागू किया जाता है और प्रकाश की तीव्रता बढ़ जाती है तो करंट बढ़ने लगता है। नीचे दिया गया आंकड़ा एक विशेष LDR के लिए प्रतिरोध बनाम रोशनी वक्र दिखाता है।
Types of LDR
Photoresistors (LDRs) को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है जो उनके निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के आधार पर होता है। दो प्रकार के फोटोरिस्टर्स में शामिल हैं:
Intrinsic photoresistors (अनोपेड सेमीकंडक्टर): ये सिलिकॉन या जर्मेनियम जैसे शुद्ध अर्धचालक सामग्रियों से बने होते हैं। इलेक्ट्रॉन्स वैलेंस बैंड से लेकर कंडक्शन बैंड तक उत्तेजित हो जाते हैं जब उस पर पर्याप्त ऊर्जा के फोटॉन गिरते हैं और संख्या आवेश वाहक बढ़ जाते हैं।
Extrinsic Photoresistors: ये अर्धचालक पदार्थ हैं जिन्हें अशुद्धियों से डोप किया जाता है जिन्हें डोपेंट कहा जाता है। ये डोपेंट वैलेंस बैंड के ऊपर नए ऊर्जा बैंड बनाते हैं जो इलेक्ट्रॉनों से भरे होते हैं। इसलिए यह बैंडगैप को कम करता है और रोमांचक ऊर्जा में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। एक्सट्रिंसिक फोटो रेसिस्टर्स का इस्तेमाल आमतौर पर लंबे वेवलेंथ के लिए किया जाता है।
Applications of LDR
Photoresistors (LDR) में कम लागत और सरल संरचना होती है और अक्सर प्रकाश सेंसर के रूप में उपयोग किया जाता है। फोटोरिस्टर्स के अन्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
- कैमरे के प्रकाश मीटर में प्रकाश की अनुपस्थिति या उपस्थिति का पता लगाएं।
- स्ट्रीट लाइटिंग डिज़ाइन में इस्तेमाल किया जा सकता है (स्ट्रीट लाइट कंट्रोलर के रूप में कार्य करने के लिए एक अच्छे Arduino स्टार्टर किट के साथ जोड़ा जा सकता है)
- अलार्म की घडी
- बर्गलर अलार्म सर्किट
- प्रकाश की तीव्रता के मीटर
- एक चलती कन्वेयर बेल्ट पर संकुल की संख्या की गिनती जैसे कार्यों को करने के लिए एक SCADA प्रणाली के भाग के रूप में उपयोग किया जाता है
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