Fotowiderstand

Ein Fotowiderstand (engl.: LDR - Light Dependent Resistor) ist ein lichtabhängiger Widerstand aus einer amorphen Halbleiter-Schicht.

elektrisches Schaltsymbol

CdS-Fotowiderstand; die fotoempfindliche Widerstandsschicht befindet sich zwischen den kammartigen Kontaktflächen

Je höher der Lichteinfall, desto kleiner wird aufgrund des inneren fotoelektrischen Effekts ihr elektrischer Widerstand. Fotowiderstände werden hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit nur vom Photomultiplier übertroffen, reagieren jedoch sehr langsam (Bereich 1 ms bis einige Sekunden).

Aufbau

Auf eine Isolierstoff-Unterlage (üblich ist Keramik) wird eine dünne Schicht aus dem fotosensitiven Halbleitermaterial aufgebracht. Die elektrischen Anschlüsse bestehen aus zwei danach aufgebrachten kammartigen Metallflächen, die sich gegenüberstehen. Dadurch erlangt die Struktur des Fotowiderstandes die Form eines dazwischenliegenden Mäanders.

Die gesamte Anordnung wird mit Anschlussdrähten versehen und mit transparentem Kunstharz beschichtet oder vergossen. Auch hermetisch dichte Metallgehäuse mit Glasfenster und -durchführungen sind gebräuchlich.

Materialien

Fotowiderstände bestehen oft aus einer CdS (Cadmiumsulfid)- oder CdSe (Cadmiumselenid)-Schicht, diese hat etwa die gleichen Farb-Empfindlichkeitskurve wie das menschliche Auge oder Fotofilme.

CdS weist bei einer Wellenlänge von 520 nm, CdSe bei 730 nm die maximale Empfindlichkeit auf.

Für Infrarot werden Materialien wie Bleisulfid (spektrale Empfindlichkeit bei Wellenlängen von 0,3 bis 3,5 µm) und Indiumantimonid (Wellenlänge 4,5 bis 6,5 µm) verwendet.

Eigenschaften

Wenige auch nach langer Abdunkelung verbleibende freie Ladungsträger verursachen einen Dunkelstrom. Der Dunkelstrom kann durch niedrigere Temperatur verringert werden.

Fotowiderstände werden durch folgende Parameter gekennzeichnet:

• Dunkelwiderstand (Widerstandswert des Fotowiderstands bei Dunkelheit), typisch 1 MOhm bis 100 MOhm; wird erst nach mehreren Sekunden Dunkelheit erreicht
• Hellwiderstand (Widerstandswert des Fotowiderstands bei 1000 lx), typisch 100 Ohm bis 2 kOhm
• Ansprechzeit (Zeit, die nach Einschalten einer Beleuchtungsstärke von 1000 Lux nach Dunkelheit vergeht, bis der Strom 65% seines spezifizierten Wertes erreicht hat), typischer Wert 1 bis 3 ms
• Spektralbereich (materialabhängige spektrale Empfindlichkeitskurve)

Elektromechanischer Dämmerungsschalter: Fotowiderstand (rechts) in Reihe mit der Heizwicklung (orange) eines Bimetallschalters: bei Dunkelheit wird der Strom geringer und der Bimetallschalter schaltet den Lampen-Stromkreis ein.

Anwendungen

CdS-Fotowiderstände werden beispielsweise in Belichtungsmessern von Kameras und in Dämmerungsschaltern oder diskret aufgebauten Optokopplern eingesetzt, wenn keine schnellen Reaktionszeiten gefordert sind.

Siehe auch

• Fotodiode
• Liste elektronischer Bauteile

Weblinks

• www.vias.org
• www.nullohm.de
• www.umnicom.de