Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
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¿Qué es una resistencia dependiente de la luz (LDR) o fotorresistencia?
Una resistencia dependiente de la luz (también conocida como fotorresistencia o LDR) es un dispositivo cuya resistividad es una función de la radiación electromagnética incidente. Por tanto, son dispositivos sensibles a la luz. También se denominan fotoconductores, células fotoconductoras o simplemente fotocélulas.
Están compuestos por materiales semiconductores de alta resistencia. Hay muchos símbolos diferentes que se utilizan para indicar un fotorresistor o LDR, uno de los símbolos más utilizados se muestra en la figura siguiente. La flecha indica luz que cae sobre él.

Principio de funcionamiento del fotorresistor (LDR)
Entonces, ¿cómo funciona exactamente una fotorresistencia (es decir, una resistencia dependiente de la luz o LDR)? Los fotorresistores funcionan según el principio de fotoconductividad. La fotoconductividad es un fenómeno óptico en el que la conductividad del material aumenta cuando el material absorbe la luz.
Cuando la luz cae, es decir, cuando los fotones caen sobre el dispositivo, los electrones en la banda de valencia del material semiconductor se excitan a la banda de conducción. Estos fotones en la luz incidente deben tener una energía mayor que la banda prohibida del material semiconductor para hacer que los electrones salten de la banda de valencia a la banda de conducción.
Por lo tanto, cuando la luz que tiene suficiente energía incide en el dispositivo, más y más electrones se excitan en la banda de conducción, lo que da como resultado una gran cantidad de portadores de carga . El resultado de este proceso es que más y más corriente comienza a fluir a través del dispositivo cuando el circuito está cerrado y, por lo tanto, se dice que la resistencia del dispositivo ha disminuido. Este es el principio de funcionamiento más común de LDR .
Características del fotorresistor (LDR)
Los fotorresistores LDR son dispositivos dependientes de la luz cuya resistencia disminuye cuando la luz cae sobre ellos y aumenta en la oscuridad. Cuando una resistencia dependiente de la luz se mantiene en la oscuridad, su resistencia es muy alta. Esta resistencia se llama resistencia oscura. Puede ser tan alto como 1012 Ω y si se permite que el dispositivo absorba la luz, su resistencia se reducirá drásticamente. Si se le aplica un voltaje constante y se aumenta la intensidad de la luz, la corriente comienza a aumentar. La siguiente figura muestra la curva de resistencia frente a iluminación para un LDR en particular .

Las fotocélulas o LDR son dispositivos no lineales. Su sensibilidad varía con la longitud de onda de la luz que incide sobre ellos. Es posible que algunas fotocélulas no respondan en absoluto a un cierto rango de longitudes de onda. Según el material utilizado, las diferentes celdas tienen diferentes curvas de respuesta espectral.
Cuando la luz incide en una fotocélula, por lo general, el cambio de resistencia tarda entre 8 y 12 ms en producirse, mientras que la resistencia tarda uno o más segundos en volver a subir a su valor inicial después de la eliminación de la luz. Este fenómeno se denomina tasa de recuperación de la resistencia. Esta propiedad se utiliza en compresores de audio.
Además, los LDR son menos sensibles que los fotodiodos y fototransistores . (Un fotodiodo y una fotocélula (LDR) no son lo mismo, un fotodiodo es un dispositivo semiconductor de unión pn que convierte la luz en electricidad, mientras que una fotocélula es un dispositivo pasivo, no hay unión pn en este ni «convierte ”Luz a electricidad).
Tipos de resistencias dependientes de la luz (LDR o fotorresistores)
Los fotorresistores (LDR) se pueden clasificar en dos tipos según los materiales utilizados para construirlos. Los dos tipos de fotorresistores incluyen:
- Fotorresistores intrínsecos (semiconductor sin doblar): están hechos de materiales semiconductores puros como el silicio o el germanio. Los electrones se excitan de una banda de cenefa a otra de conducción cuando los fotones de suficiente energía caen sobre ella y aumenta el número de portadores de carga.
- Fotorresistores extrínsecos : son materiales semiconductores dopados con impurezas que se denominan dopantes. Estos dopantes crean nuevas bandas de energía por encima de la banda de valencia que está llena de electrones. Por lo tanto, esto reduce la banda prohibida y se requiere menos energía para excitarlos. Extrínsecos fotos resistencias se utilizan generalmente para longitudes de onda largas.
Construcción de una fotocélula
La estructura de una resistencia dependiente de la luz consiste en un material sensible a la luz que se deposita sobre un sustrato aislante como la cerámica. El material se deposita en zigzag para obtener la resistencia y potencia deseadas. Esta área en zigzag separa las áreas depositadas de metal en dos regiones.

Luego, los contactos óhmicos se hacen a ambos lados del área. Las resistencias de estos contratos deben ser lo menos posible para asegurarse de que la resistencia cambie principalmente debido al efecto de la luz únicamente. Los materiales que se utilizan normalmente son sulfuro de cadmio, seleniuro de cadmio, antimonuro de indio y sulfuro de cadmio. Se evita el uso de plomo y cadmio ya que son perjudiciales para el medio ambiente.
Aplicaciones de fotorresistores (LDR)
Los fotorresistores (LDR) tienen una estructura simple y de bajo costo y, a menudo, se utilizan como sensores de luz . Otras aplicaciones de fotorresistores incluyen:
- Detecta ausencias o presencias de luz como en un fotómetro de cámara.
- Se utiliza en el diseño de alumbrado público (se puede combinar con un buen kit de inicio Arduino para actuar como controlador de alumbrado público)
- Relojes de alarma
- Circuitos de alarma antirrobo
- Medidores de intensidad de luz
- Se utiliza como parte de un sistema SCADA para realizar funciones como contar el número de paquetes en una cinta transportadora en movimiento.