Loading article…
フォトレジスタ（光依存性抵抗器、LDR、または光伝導セルとも呼ばれる）は、感光面への照度（光）の増加に伴って抵抗が減少する受動部品であり、言い換えれば光伝導性を示します。フォトレジスタは、半導体抵抗器として、感光検出器回路や光活性化および暗活性化スイッチング回路に使用できます。暗所では、フォトレジスタの抵抗は数メガオーム（MΩ）にも達することがありますが、光照射下では数百オームまで低下します。フォトレジスタに入射する光が特定の周波数を超えると、半導体に吸収された光子が束縛電子に十分なエネルギーを与え、伝導帯に飛び移らせます。その結果生じた自由電子（および正孔）が電気を伝導し、抵抗が低下します。フォトレジスタの抵抗範囲と感度は、異なるデバイス間で大きく異なる場合があります。さらに、個々のフォトレジスタは、特定の波長帯域内の光子に対して大きく異なる反応を示す場合があります。
光電デバイスは、真性半導体と不純物半導体のいずれかです。真性半導体は独自の電荷キャリアを持ち、効率的な半導体ではありません（シリコンのように）。真性デバイスでは、利用可能な電子のほとんどが価電子帯にあるため、光子はバンドギャップ全体にわたって電子を励起するのに十分なエネルギーを持っていなければなりません。不純物半導体デバイスには、基底状態エネルギーが伝導帯に近い不純物（ドーパントとも呼ばれる）が添加されています。電子がジャンプする距離が短いため、より低いエネルギーの光子（つまり、波長が長く周波数が低い）でデバイスをトリガーするのに十分です。シリコンサンプルの一部の原子がリン原子（不純物）に置き換えられると、伝導に利用できる余分な電子が存在します。これは不純物半導体の例です。[ 1 ]
フォトレジスタは、フォトダイオードやフォトトランジスタに比べて光に対する感度が低い。フォトレジスタの光抵抗率は周囲温度によって大きく変化するため、光子の精密な測定や光子に対する感度を必要とする用途には適さない。
フォトレジスタは、光にさらされてから抵抗が減少するまでの間に、通常約10ミリ秒の遅延時間を示す。明るい環境から暗い環境に移行する際の遅延時間はさらに大きく、1秒にも及ぶことがある。この特性のため、フォトレジスタは高速で点滅する光の検出には適さないが、音声信号圧縮の応答を滑らかにするために使用されることがある。[ 2 ]
光抵抗器には様々な種類があります。安価な硫化カドミウム（CdS）セルは、カメラの露出計、目覚まし時計、警報装置（光線検出器として）、常夜灯、屋外時計、ソーラー街路灯、ソーラーロードスタッドなど、多くの民生品に使用されています。
光抵抗器を街灯に設置することで、点灯時間を制御できます。光抵抗器に周囲の光が当たると、街灯が消灯します。このように、街灯は夜間のみ点灯するようにすることで、エネルギーを節約できます。
光抵抗器は、レーザーを用いたセキュリティシステムにおいても、人や物体がレーザー光線を通過する際の光強度の変化を検出するために用いられる。
抵抗型オプトアイソレータ（バクトロールとも呼ばれる）は、フォトレジスタと光源を組み合わせた構造をしています。光源には、小型の白熱灯やネオンランプ、または発光ダイオードなどが用いられます。近年では普及が衰えましたが、ダイナミックコンプレッサーなどのオーディオ機器では依然として使用されています。この用途の一般的な例としては、トレモロエフェクトを内蔵した多くのギターアンプが挙げられます。発振する光のパターンによって、アンプ回路を流れる信号レベルが制御される仕組みです。
CdSおよびCdSe [ 3 ]光抵抗器の使用は、カドミウムに対するRoHS規制のため、ヨーロッパでは厳しく制限されている。
硫化鉛（PbS）とアンチモン化インジウム（InSb）の光依存性抵抗器（LDR）は、中赤外線スペクトル領域で使用されます。Ge : Cu光導電体は、入手可能な最高の遠赤外線検出器の1つであり、赤外線天文学や赤外線分光法で使用されます。