Entendiendo las LDR: Cómo Funcionan las Resistencias Dependientes de la Luz

¿Qué es LDR? LDR son siglas de resistance dependiente de la luz (Light-Dependent Resistor). Conocida comúnmente como fotorresistencia. Es un tipo particular de resistor que opera bajo el principio de que su resistencia depende de la intensidad lumínica. Este principio se llama fotoconductividad. Explica que la oposición disminuye cuando la luz aumenta; cuando la luz disminuye, la resistencia sube.

Este artículo discute el funcionamiento de la LDR, su estructura y aplicaciones en proyectos de energía eléctrica.

¿Cómo se Fabrica la LDR?

Importante: este dispositivo tiene materiales fotosensibles como Sulfuro de Cadmio (CdS) en forma de zig-zag. Algunas regiones geográficas prohíben CdS. Alternativas: Antimonuro de Indio (InSb) y Sulfuro de Plomo (PbS).

En ambos extremos de la línea zig-zag hay dos contactos metálicos que crean conexión con la LDR formando una banda de energía. Esta característica distingue a la LDR de fototransistor o fotodiodo: la LDR no posee unión P-N.

La línea zig-zag es delicada y necesita protección. El recubrimiento transparente la protege y permite que la luz ambiental penetre al material fotosensible.

Tipos de LDR

Dos tipos: fotorresistencia intrínseca y extrínseca. Difieren en que la intrínseca usa materiales semiconductores puros; la extrínseca usa semiconductores dopados con impurezas.

Germanio y silicio son semiconductores puros. Cuando luz incidente energizada incide, electrones ganan energía, se excitan y algunos viajan a banda de conducción.

Semiconductor impuro forma fotorresistencia extrínseca. Impurezas crean nueva banda de energía sobre banda de valencia. Resultado: menos energía para transferencia de electrones desde banda de conducción por menor brecha energética.

Ambas son dependientes de luz; úselas en luces automáticas, sensores de luz, medidores. También en aplicaciones que requieren sensibilidad a la luz.

¿Cómo Funcionan las Resistencias Dependientes de la Luz?

Comprensión Básica

Para entender semiconductores, debe saber cómo operan buenos conductores e aislantes. Buen conductor: muchos electrones libres que se mueven al aplicar energía. Aislante: alta resistencia, pocos electrones, sin movimiento.

La LDR usa semiconductor: pocos electrones móviles. La mayoría inmóviles en red cristalina. Por ello, ofrecen resistencia muy alta.

Principio Explicado

La LDR sigue fotoconductividad: caída de intensidad lumínica → subida de resistencia. Cuando iluminación ambiental incide en material fotosensible, este absorbe energía. Electrones en banda de valencia se excitan y viajan a banda de conducción. Al llegar, elevan conductividad al subir intensidad lumínica. Aumento de conducción corresponde a aumento de intensidad.

Partículas cargadas solo se mueven de banda de valencia a conducción si energía de luz incidente > energía de brecha de banda.

En oscuridad, LDR tiene resistencia máxima. Al exponer a rayos luz, resistencia baja.

Aplicación de la LDR

• Detectar intensidad y presencia de luz en entorno.
• Bombillas automáticas que se encienden/apagan según luz.
• Interruptor de proximidad fotoeléctrico.
• Relojes y alarmas de humo con luces automáticas.
• Diseño de circuitos ópticos.

Estructura de Resistencia Dependiente de la Luz

La LDR tiene cuerpo horizontal con la mayor parte expuesta a luz.

Dopar ligeramente la región semiconductora activa y colocarla sobre sustrato semi-aislante es esencial.

En LDR discretas, se usa patrón interdigital para aumentar área expuesta a luz.

La estructura física permite penetración de luz. Patrón cortado en metalización sobre áreas activas. Las dos áreas metalizadas representan contactos metálicos. El área metalizada debe ser sustancial para reducir resistencia de contacto.

Estructura común en fotorresistencias pequeñas. Patrón interdigital complejo, presente en dispositivos discretos.

Símbolo de la LDR

El símbolo en circuitos es spesso el símbolo de resistor con flechas brillando, representando rayos de luz. Similar a fotodiodo o fototransistor.

Hay formas antigua y nueva de representar resistor: antigua usa línea zig-zag; nueva usa caja rectangular.

Diferencia entre Fotocelda y LDR

Ambas trabajan con principios. LDR: resistencia baja al subir intensidad lumínica. Fotocelda: convierte energía lumínica en eléctrica. Fotocelda usa diodo unión PN; ambas requieren semiconductores.

Fotocelda da respuesta más rápida; LDR ofrece reacciones frecuentes. Fotocelda ideal para aplicaciones que requieren respuesta inmediata al detectar cambio.

Resumen

Una LDR es equipo eléctrico crucial para proyectos que requieren detección de luz. Usa material semiconductor, por tanto ofrece alta resistencia.

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