Fotowiderstand

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

elektrisches Schaltsymbol

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

Je höher der Lichteinfall, desto kleiner wird aufgrund des inneren fotoelektrischen Effekts sein elektrischer Widerstand. Fotowiderstände werden hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit nur vom Fotomultiplier 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 anschließend aufgebrachten kammartigen Metallflächen, die sich gegenüberstehen. Dadurch hat die Struktur der lichtempfindlichen Schicht die Form eines Mäanders.

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

Materialien

Fotowiderstände bestehen oft aus einer Cadmiumsulfid- oder Cadmiumselenid-Schicht, die etwa die gleiche Farbempfindlichkeitskurve wie das menschliche Auge oder Fotofilme hat.

Cadmiumsulfid weist bei einer Wellenlänge von 520 nm, Cadmiumselenid 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 MΩ bis 100 MΩ; wird erst nach mehreren Sekunden Dunkelheit erreicht
• Hellwiderstand (Widerstandswert des Fotowiderstands bei 1000 lx), typisch 100 Ω bis 2 kΩ
• 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 Bimetallstreifens mit Schaltkontakt: bei Dunkelheit wird der Strom geringer und der über den sich zurückbiegenden Bimetall schaltet der angebrachte Schaltkontakt über ein Schütz 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
• Fototransistor
• Liste elektronischer Bauteile

Weblinks

 Commons: Fotowiderstände – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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