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Der Widerstandswert des LDR kann mit einem Ohmmeter gemessen werden. Der Widerstandswert wird mit größerer Helligkeit kleiner. Das Bauteil wird Fotowiderstand oder LDR (light dependent resistor) genannt. Die Freisetzung der Ladungsträger findet innerhalb des Halbleiters statt. Die Änderung des Widerstandswertes ist unabhängig von der Polarität und der Höhe der angelegten Spannung. Die Elektronen verlassen den Halbleiter nicht. Dieser Vorgang wird innerer fotoelektrischer Effekt genannt. (Nobelpreis für Albert Einstein). Alle Halbleitermaterialien sind lichtempfindlich und würden sich deshalb gut für eine Fotowiderstand eignen. Es gibt spezielle Halbleitermischungen, bei denen dieser Effekt besonders stark auftritt. Neben Cadmiumsulfid (CdS) gibt es für Fotowiderstände auch Bleisulfid (PbS), Bleiselenid (PbSe), Indiumarsenid (InAs), Germanium (Ge) oder Silizium (Si). Je nach elektrischen Eigenschaften und Hersteller gibt es noch viele weitere Halbleitermischungen. |
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Je mehr Licht auf den Fotowiderstand fällt, desto kleiner wird sein elektrischer Widerstand. Die Ursache für diese Funktion ist der innere fotoelektrische Effekt in einer Schicht, die aus einem amorphen Halbleiter besteht. Im Vergleich zu anderen Lichtsensoren reagieren Fotowiderstände sehr langsam. |
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Ein LDR ist ein Sensor der die Abhängigkeit seines Widerstandswerts von der Helligkeit nützt |
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Polung |
Polung im Stromkreis: Photowiderstände verhalten sich wie ohmsche Widerstände. Die Polarität der angelegten Spannung ist ohne Bedeutung.. |
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Helligkeits- abhängig- keit |
Mit zunehmender Beleuchtungsstärke nimmt der Widerstand nahezu linear ab. Für Photowiderstände werden der Hellwiderstand (bei 1000 Lx) und der Dunkelwiderstand (ohne Licht) angegeben. |
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Farb- temperatur- abhängigkeit |
Ein Photowiderstand hat bei einer bestimmten Wellenlänge (Farbart, Farbtemperatur) seine größte Empfindlichkeit. Der Cadmiumsulfidwiderstand hat eine Farbabhängigkeit die der des menschlichen Auges ähnlich ist. |
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LDR arbeiten nicht verzögerungslos. Die Anzeigegeschwindigkeit nimmt mit der Beleuchtungsstärke zu. Bei 1000 Lux kann Wechsellicht mit einer Frequenz von 100 Hz noch angezeigt werden. |
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Temperatur- verhalten und Alterung |
Neben der großen Trägheit sind die hohe Temperaturabhängigkeit und die starke Alterung von Nachteil. | |||||||||||||||||||||||
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Innerer |
Wirkungsweise: Trifft Licht (Photonen) auf den Photowiderstand, werden Valenzelektronen freigesetzt (Absorption von Lichtquanten ® Quantensprung). Dadurch wird die Eigenleitfähigkeit entsprechend der Anzahl der freigesetzten Elektronen erhöht. Dieser Effekt wird „innerer lichtelektrischer“ Effekt genannt. |
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Cadmium- selenid |
Technologie Photowiderstände sind sperrschichtfreie Halbleiter. Sie bestehen aus einer auf einen Träger aufgebrachten dünnen lichtempfindlichen Schicht, meist Cadmiumsulfid (CdS) oder Cadmiumselenid (CdSe), in der die kammartig angeordneten Elektroden liegen. Auf diese Weise werden große lichtempfindliche Fläche und geringer Elektrodenabstand kombiniert. Durch diesen Aufbau wird erreicht, dass die freigesetzten Elektronen Richtung Elektroden abfließen können, bevor sie wieder mit den positiven Löchern rekombinieren. |
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Prinzip des mechanischen Aufbaues
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| Anwendung |
Der Fotowiderstand befindet sich in Gleich- und
Wechselstromkreisen im Einsatz. |
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Die EG-Richtlinie 2011/65/EU (RoHS 2) schränkt die Verwendung von Gefahrenstoffen in Elektro- und Elektronikgeräten ein. Der Einsatz von cadmiumhaltigen Fotowiderständen in Produkten ist laut der geltenden Richtlinie in der EU nicht mehr erlaubt. Ausnahmen sind am 31. Dezember 2009 ausgelaufen. |
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