Fotorresitencias

Fotoresistencia (LDR)
La fotorresistencia, como su nombre lo indica, es un resistencia cuyo valor dependen de la energía luminosa incidente en ella, específicamente son resistencias cuyo valor de resistividad disminuye a medida que aumenta la energía luminosa incidente sobre ella y viceversa. Una fotorresistencia se compone de un material semiconductor cuya resistencia varia en función de lailuminación. La fotorresistencia reduce su valor resistivo en presencia de rayos luminosos. Es por ello por lo que también se le llama resistencias dependientes de luz (light dependent resistors), fotoconductores o células fotoconductoras.
Figura 1. Simbolo de la Fotoresistencia

Figura 2. Fotoresistencia

Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia. Si la luz que incideen el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por la elasticidad del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar de la banda de valencia a la banda de conducción, aumentando así la conductividad del dispositivo y disminuyendo su resistencia. Las fotorresistencias se caracterizan por la ecuación:

Donde:
R: resistencia de la fotorresistencia.A,α: constantes que dependen del semiconductor utilizado.
E: densidad superficial de la energía recibida.
Principio de Funcionamiento
La resistencia de este tipos de componentes varia en función de la luz que recibe en su superficie. Así, cuando están en oscuridad su resistencia es alta y cuando reciben luz su resistencia disminuye considerablemente. Cuando incide la luz en el materialfotoconductor se generan pares electrón - hueco. Al haber un mayor número de portadores, el valor de la resistencia disminuye. De este modo, la fotorresistencia iluminada tiene un valor de resistencia bajo. Las células son también capaces de reaccionar a una amplia gama de frecuencias, incluyendo infrarrojo (IR), luz visible, y ultravioleta (UV). Los materiales que intervienen en su construcción son Sulfurode Cadmio, utilizado como elemento sensible a las radiaciones visibles y sulfuro de plomo se emplean en las LDR que trabajan en el margen de las radiaciones infrarrojas. Estos materiales se colocan en encapsulados de vidrio o resina.
Figura 3. Fotogeneración de Portadores
Si dejamos de iluminar, los portadores fotogenerados se recombinarán hasta volver hasta sus valores iniciales. Por lo tantoel número de portadores disminuirá y el valor de la resistencia será mayor. Por supuesto, el material de la fotorresistencia responderá a unas longitudes de onda determinadas.

Figura 4. Estado de Conducción sin Fotogeneración
Es decir, la variación de resistencia será máxima para una longitud de onda determinada. Esta longitud de onda depende del material y el dopado, y deberá ser suministradapor el proveedor. En general, la variación de resistencia en función de la longitud de onda presentan curvas como las de la figura siguiente:

Figura 5. Curva característica de la LDR

Tipos
En general, un dispositivo fotoeléctrico puede ser intrínseco o extrínseco. En dispositivos intrínsecos, los únicos electrones disponibles están en la banda de la valencia, por lo tanto el fotón debetener bastante energía para excitar el electrón a través de toda la banda prohibida. Por otro lado en los dispositivos extrínsecos tienen impurezas agregadas, que tienen energía de estado a tierra más cercano a la banda de conducción puesto que los los electrones adquieren una energía inicial mayor que en el caso intrínseco, y por lo tanto no tienen que saltar lejos, es necesaria una energía(frecuencia, intensidad) menor para lograr el paso de un electrón a la banda de conducción.
En el caso específico de las fotorresistencias existen las lineales y no lineales:
LDR lineales: son mejor conocidas como fotodiodos pero bajo ciertas aplicaciones es posible tratarlas como fotorresistencias debido al comportamiento lineal que presentan. Para considerar un fotodiodo como una fotorresistencia...