Las fotocélulas son semiconductores que son detectores de luz. Son resistencias esencialmente dependientes de la luz, porque tienen una salida que es proporcional a la cantidad de luz que cae sobre ellas. Debido a este efecto, también se los conoce como fotoresistores o resistencias dependientes de la luz (LDR).

Operación

Las fotocélulas convierten la energía de la luz en energía eléctrica. Cuando no hay luz, tienen una resistencia muy alta que puede ser de millones de ohmios. Por el contrario, cuando hay luz, su resistencia disminuye en gran medida a unos pocos cientos de ohmios. Esto permite que fluya más corriente dentro del circuito.

Significado

Se pueden usar con corrientes alternas o directas. Las fotocélulas son de pequeño tamaño, pero económicas y duraderas. Su versatilidad les permite detectar todo tipo de luz en todo tipo de condiciones. El rango es de visible a luz infrarroja. Los ejemplos de fuentes incluyen luz de luna, luz solar, láser, fuego, neón, fluorescente y similares. Esto les permite funcionar de dos maneras: digitalmente, para indicar si hay luz presente, o de manera analógica, para indicar la intensidad de la luz.

El inconveniente es que pueden no responder inmediatamente a la presencia de la luz, y puede ser muy lento regresar a su estado original cuando se elimina la fuente de luz. Sus medidas no son precisas. También pueden requerir algún tipo de calibración antes de ser utilizados.

Construcción

El material de elección en su construcción es el sulfuro de cadmio, porque tiene una sensibilidad a la luz similar a la del ojo humano. Por este motivo, también pueden denominarse celdas CdS. Otro ingrediente es el seleniuro de cadmio. Para detectar infrarrojos, se usa sulfuro de plomo, seleniuro de plomo o antimoniuro de indio.

Para construirlos, se deposita una capa delgada de un material sobre un sustrato de cerámica. Los electrodos se evaporan en la superficie. Pueden estar cubiertos con una ventana de plástico o vidrio.

Características

A pesar de estar formados por semiconductores, las fotocélulas carecen de una unión PN. Una unión PN está formada por una combinación de semiconductores de tipo positivo y negativo, y es la base de componentes, como diodos y transistores.

En las fotocélulas, un fotón o una partícula de luz fuerzan a los electrones desde sus posiciones en el material átomos, dejando agujeros con cargas positivas. Un voltaje aplicado a través de la fotocélula hace que los agujeros y los electrones fluyan, creando así una corriente.

Su símbolo es el de una resistencia con dos flechas apuntando hacia un lado. Al igual que las resistencias ordinarias, carecen de polaridad, por lo que pueden colocarse en cualquier dirección dentro de un circuito.

Usos de

Las fotocélulas tienen innumerables usos, especialmente como interruptores y sensores. Son un accesorio común en robótica, donde dirigen a los robots a esconderse en la oscuridad, o seguir una línea o baliza. Las luces automáticas que se encienden cuando oscurece usan fotocélulas, así como farolas que se encienden y apagan según sea el día o la noche. Se usan como temporizadores para medir la velocidad de los corredores durante una carrera.

Las fotocélulas se pueden usar en lugar de resistencias variables y células fotovoltaicas. Algunas aplicaciones de circuitos incluyen medidores de luz y relés controlados por luz.