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Lernpaket Elektronische Schaltungen selbst entwickeln und aufbauen

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LDR - Fotowiderstand

Ein Fotowiderstand ist ein Halbleiter, dessen Widerstandswert lichtabhängig ist. Er wird auch LDR (Light Dependent Resistor) genannt.
Alle Halbleitermaterialien sind lichtempfindlich und würden sich deshalb gut für eine Fotowiderstand eignen. Da dieser Effekt nicht in jedem Halbleiter gleich stark in Erscheinung tritt, gibt es 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). Diese Halbleitermischungen haben einen besonders starken inneren fotoelektrischen Effekt. Je nach elektrischen Eigenschaften und Hersteller gibt es noch viele weitere Halbleitermischungen.

Ein LDR besteht aus zwei Kupferkämmen, die auf einer isolierten Unterlage (weiß) aufgebracht sind. Dazwischen liegt das Halbleitermaterial in Form eines gewundenen Bandes (rot). Fällt das Licht (Photonen) auf das lichtempfindliche Halbleitermaterial, dann werden die Elektronen aus ihren Kristallen herausgelöst (Paarbildung). Der LDR wird leitfähiger, das heißt, sein Widerstandswert wird kleiner. Je mehr Licht auf das Bauteil fällt, desto kleiner wird der Widerstand und desto größer wird der elektrische Strom. Dieser Vorgang ist allerdings sehr träge. Die Verzögerung dauert mehrere Millisekunden.

Empfindlichkeit

Licht ist nicht gleich Licht. Jedes Licht hat nicht nur eine unterschiedliche Intensität, sondern auch eine andere Farbgebung. Fotowiderstände reagieren sehr unterschiedlich auf die Lichtwellenlänge (Farbe). Es gibt Fotowiderstände, die für ein bestimmtes gefärbtes Licht ihr Empfindlichkeitsmaximum haben.
Es gibt auch spezielle Fotowiderstände, die im Ultraviolett- oder Infrarotbereich ihr Empfindlichkeitsmaximum haben.

Farbe Wellenlänge
Ultraviolett 0,38 λ/µm
Violett 0,4 λ/µm
Blau 0,435 λ/µm
Cyan 0,489 λ/µm
Grün 0,546 λ/µm
Gelb 0,576 λ/µm
Orange 0,615 λ/µm
Rot 0,7 λ/µm
Infrarot 0,77 λ/µm

Schaltzeichen

Schaltzeichen des Fotowiderstandes

Anwendung

Der Fotowiderstand befindet sich in Gleich- und Wechselstromkreisen im Einsatz.
Wenn die Trägheit keine Rolle spielt, dann wird ein Fotowiderstand als Beleuchtungsstärkemesser, Flammenwächter, Dämmerungsschalter und als Sensor in Lichtschranken verwendet.

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