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26 de septiembre de 2013

INSTITUTO TECNOLOGICO DE

VERACRUZ

OPTOELECTRNICA

PRACTICA NO. 3

NOMBRE DE LA PRCTICA:PRINCIPIOS BSICOS DE LA FOTORRESISTENCIA

MATERIA:

GRUPO:7:00-8:00 AM

PROFESOR:ING. MIGUELVALERIO CANALES

Integrantes:

Viveros Luna Luis AlejandroFernando Hidalgo MelndezCanela Castillo Luis ngel


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ndice

Presentacin 0

Hoja de Evaluacin 2Objetivo 3

Material 3

Marco Terico 4

Procedimientos 7

Anexo 1 9

Anexo 2 10

Conclusiones 11


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PRCTICA NO. 3

NOMBRE DE LA PRCTICA:PRINCIPIOS BSICOS DE LA FOTORRESISTENCIA

MATERIA:OPTOELECTRNICAPROCEDIMIENTOS:3.1.- Medicin de la resistencia terminal en funcin de la luz incidente. (Mediciones).

3.2.- Comprobar cmo se puede variar directamente e inversamente el voltaje de salida de un

circuito simple con fotorresistencia, en funcin de la luz incidente (Comprobacin con Clculos,

Mediciones).

3.3.- Demostrar la operacin de un circuito puente detector de luz con fotorresistencia (Explicar el

comportamiento, y comprobar elctricamente).

INTEGRANTES 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 CALIF TOTAL

Hidalgo Melndez Fernando

Canela Castillo Luis Angel

Viveros Luna Luis Alejandro

GRUPO:7:00-8:00 AM

EQUIPO NO.

HOJA DE EVALUACION


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Objetivo:

El alumno ser capaz de medir la resistencia terminal de una fotorresistencia

dependiendo de la cantidad de luz incidente, as mismo, demostrar como puede variarse

directamente e inversamente el voltaje de salida de un circuito en relacin a la intensidad

luminosa.

Material:

Fuente de alimentacin a 6 v R4 Potencimetro 10 K Fuente de alimentacin a 12 v S1 Interruptor Multmetro S2 Interruptor Miliampermetro Protoboard

L1 Fuente luminosa a 6 v

FR1 Fotorresistencia (1 K a 500 K) R1 Resistencia 1 K R2 Resistencia 4.7 K R3 Resistencia 4.7 K


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MARCO TERICOFOTORRESISTECIA

Dispositivo semiconductor de dos terminales, cuya resistencia terminal

vara linealmente con respecto a la energa luminosa incidente. (Figura 1)

Caractersticas:

Material de fabricacin: Sulfuro de Cadmio (CdS) Y Seleniuro de Cadmio

(CdSe)

No presentan una unin como la del fotodiodo.

Dispositivo bastante fotosensible

Mxima capacidad de respuesta:

(CdS) 510nm

(CdSe) 615nm

Velocidad de conmutacin lenta comparada con otro, dependiente del material de fabricacin.

(CdS) 100 mseg.

(CdSe) 10 mseg. Condiciones de operaciones (en forma aislada)

* Oscuridad: La resistencia aumenta

* Iluminacin: la resistencia disminuye por lo tanto aumenta la energa.

Con la intensidad de la luz a un nivel constante, el valor de la resistencia de la fotorresistencia

depende de los siguientes factores:

Material Fotoconductivo

Cada material tiene su propia influencia sobre la resistencia y sensibilidad de la fotorresistencia.

rea de Recepcin de la Luz Incidente.

El aumento del rea de recepcin incrementar la sensibilidad de la fotorresistencia a la luzincidente.

Distribucin de las Longitudes de Onda Incidente.

Cada fotorresistencia tiene su propia sensibilidad mxima para una longitud de onda especfica

(entre 400-700 nm.) una desviacin hacia arriba o abajo reduce la sensibilidad.

La respuesta espectral de varios materiales

fotoconductores intrnsecos se muestra en la

Fig. 1.2

La respuesta de cualquier material cae a mayorlongitud de onda porque la energa de los

fotones se hace menor que la energa delintervalo de energa del material, con lo cual laenerga no es adecuada para excitar loselectrones de valencia hasta elevarlos a labanda de conduccin. La respuesta en la zonade longitud de onda menor (ultravioleta) es msbaja porque la absorcin tiene lugar ms cercade la superficie. La respuesta puede desplazarsedopando el cristal.

Figura 1

Figura 1.2


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Principio de FuncionamientoLa resistencia de estos tipos de componentes vara en funcin de la luz que recibe en su superficie.As, cuando estn en oscuridad su resistencia es alta y cuando reciben luz su resistencia disminuyeconsiderablemente. Cuando incide la luz en el material fotoconductor se generan pares electrn -hueco. Al haber un mayor nmero de portadores, el valor de la resistencia disminuye. De este modo,la fotorresistencia iluminada tiene un valor de resistencia bajo. Las clulas son tambin capaces dereaccionar a una amplia gama de frecuencias, incluyendo infrarrojo (IR), luz visible, y ultravioleta

(UV). Los materiales que intervienen en su construccin son Sulfuro de Cadmio, utilizado comoelemento sensible a las radiaciones visibles y sulfuro de plomo se emplean en las LDR que trabajanen el margen de las radiaciones infrarrojas. Estos materiales se colocan en encapsulados de vidrio oresina.

Figura 2. Fotogeneracin de PortadoresSi dejamos de iluminar, los portadoresfotogenerados se recombinarn hasta volverhasta sus valores iniciales. Por lo tanto elnmero de portadores disminuir y el valorde la resistencia ser mayor. Por supuesto, elmaterial de la fotorresistencia responder aunas longitudes de onda determinadas.

Figura 3. Estado de Conduccin sin FotogeneracinEs decir, la variacin de resistencia ser mximapara una longitud de onda determinada. Estalongitud de onda depende del material y el dopado,y deber ser suministrada por el proveedor. Engeneral, la variacin de resistencia en funcin de la

longitud de onda presentan curvas como las de lafigura siguiente:

Figura 4. Curva caracterstica de la LDR

Figura 4

Figura 2

Figura 3


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Los fotoconductores resistivos tienen las siguientes ventajas:

1. Alta sensibilidad (debido a la gran superficie).

2. Fcil empleo.

3. Bajo costo.

4. No hay potencial de unin.

5. Alta relacin resistencia luz-oscuridad.

Sus inconvenientes son:1. Respuesta espectral estrecha.

2. Efectos de histresis.

3. Estabilidad por temperatura baja para los materiales ms rpidos.

4. Respuesta lenta en materiales estables.

5. Falta de linealidad entre resistencia e iluminacin.

APLICACIONES:

En la Figura 5B se muestran dos aplicaciones de las ms simples de un fotorresistor. Reemplazandoun extremo de un simple divisor de tensin por un fotorresistor se obtiene una tensin dependiente

de la luz, como muestra la Fig. 5b.

Como ejemplo de la sensibilidad de estos fotorresistores,considrese el circuito de la izquierda de la Fig. 5B, con R1

= 10 k y un fotorresistor con condiciones

de iluminacin que varan.

Figura 5B


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Desarrollo:

3.1.- Medicin de la resistencia terminal en funcin de la luz incidente. (Mediciones). Examine el circuito de la Fig. 3.1 y proceda a implementarlo, asegurando que L1 y FR1

queden lo mejor alineados posibles.

Determine la resistencia de salida en condiciones de diferentes grados de iluminacin y deoscuridad

Analice y Explique el comportamiento del circuito.

3.2 .- Comprobacin de como se puede variar directamente e inversamente el voltaje de salida de un

circuito simple con fotorresistencia, en funcin de la luz incidente (Comprobacin con Clculos,

Mediciones).

Examine el circuito de la Fig. 3.2 y explique su comportamiento, posteriormente proceda aimplementarlo. Asegurando que L1 y FR1 queden lo mejor alineados posibles.

Calcule el voltaje de salida cuando L1 est apagada y la fotorresistencia FR1 est en

oscuridad, posteriormente compruebe mediante su medicin, y justifique textualmente

dicho comportamiento.

Calcule el voltaje salida cuando L1 est encendida y la Fotorresistencia FR1 est eniluminacin, posteriormente compruebe mediante su medicin, y justifique textualmente


Examine el circuito de la Fig. 3.3 y explique su comportamiento, posteriormente proceda aimplementarlo.


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Calcule el voltaje de salida cuando L1 est apagada y la fotorresistencia FR1 est enoscuridad, posteriormente compruebe mediante su medicin, y justifique textualmente


Calcule el voltaje salida cuando L1 est encendida y la Fotorresistencia FR1 est eniluminacin, posteriormente compruebe mediante su medicin, y justifique textualmente


3.3 .- Demostracin de la operacin de un circuito puente detector de luz con fotorresistencia

(Explicar el comportamiento, y comprobar elctricamente).

Examine el circuito de la Fig. 3.4 y explique su comportamiento, posteriormente proceda aimplementarlo. asegurndose que L1 y FR1 queden lo mejor alineados posibles.

Ajuste el miliampermetro en la escala correspondiente, y observe que sucede con ladireccin de la deflexin de la aguja para condiciones de iluminacin y de oscuridad. Explique

el comportamiento.

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