Ein Fotowiderstand (auch bekannt als lichtabhängiger Widerstand, LDR oder fotoleitende Zelle) ist eine passive Komponente, die den Widerstand in Bezug auf den Empfang von Leuchtkraft (Licht) auf der empfindlichen Oberfläche der Komponente verringert. Der Widerstand eines Fotowiderstandes nimmt mit zunehmender einfallender Lichtintensität ab; mit anderen Worten, es zeigt Photoleitfähigkeit. Ein Fotowiderstand kann in lichtempfindlichen Detektorschaltungen und licht- und dunkelaktivierten Schaltkreisen als Widerstandshalbleiter eingesetzt werden. Im Dunkeln kann ein Fotowiderstand einen Widerstand von bis zu mehreren Megaohm (MOHM) haben, während im Licht ein Fotowiderstand einen Widerstand von nur wenigen hundert Ohm haben kann. Wenn einfallendes Licht auf einen Fotowiderstand eine bestimmte Frequenz überschreitet, geben vom Halbleiter absorbierte Photonen gebundenen Elektronen genügend Energie, um in das Leitungsband zu springen. Die resultierenden freien Elektronen (und ihre Lochpartner) leiten Elektrizität und senken dadurch den Widerstand. Der Widerstandsbereich und die Empfindlichkeit eines Fotowiderstands können sich bei unterschiedlichen Bauelementen erheblich unterscheiden. Darüber hinaus können einzigartige Fotowiderstände innerhalb bestimmter Wellenlängenbänder wesentlich unterschiedlich auf Photonen reagieren.
Passive
Photoleitfähigkeit
Das Symbol für einen Fotowiderstand
Ein photoelektrisches Gerät kann entweder intrinsisch oder extrinsisch sein. Ein intrinsischer Halbleiter hat seine eigenen Ladungsträger und ist kein effizienter Halbleiter, beispielsweise Silizium. In intrinsischen Bauelementen befinden sich die einzigen verfügbaren Elektronen im Valenzband, und daher muss das Photon genügend Energie haben, um das Elektron über die gesamte Bandlücke anzuregen. Extrinsische Bauelemente haben Verunreinigungen, auch Dotierstoffe genannt, hinzugefügt, deren Grundzustandsenergie näher am Leitungsband liegt; Da die Elektronen nicht so weit springen müssen, reichen Photonen mit niedrigerer Energie (dh längere Wellenlängen und niedrigere Frequenzen) aus, um das Bauelement auszulösen. Wenn eine Probe von Silizium einige seiner Atome durch Phosphoratome (Verunreinigungen) ersetzt hat, stehen zusätzliche Elektronen für die Leitung zur Verfügung. Dies ist ein Beispiel für einen extrinsischen Halbleiter.