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2025-09-25T17:14:42Z

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[[Datei:LDResistor.jpg|mini|hochkant|alt=Fotowiderstand: runde Scheibe mit mäanderförmiger Fotoleiterschicht|CdS-Fotowiderstand, unten das Schaltsymbol]]
[[Datei:Light-dependent resistor schematic symbol.svg|right|thumb|alt=Fotowiderstand-Schaltsymbol: wie Widerstandssymbol, jedoch zusätzlich zwei Pfeile zur Veranschaulichung des Lichteinfalls|hochkant]]
Ein '''Fotowiderstand''', auch '''Photowiderstand''' oder '''LDR''' von {{enS|Light Dependent Resistor}}, ist ein lichtempfindlicher [[elektrischer Widerstand]]. Je mehr Licht auf den Fotowiderstand fällt, desto kleiner wird sein Widerstand. Im Vergleich zu anderen lichtempfindlichen elektronischen Bauelementen wie [[Fotodiode]]n reagieren Fotowiderstände sehr langsam.

== Aufbau ==
[[Datei:Photoresistor.jpg|mini|upright|Fotowiderstand aus Cadmiumselenid]]
Auf eine [[Keramik]]-Unterlage wird eine dünne Schicht aus dem fotosensitiven Halbleitermaterial aufgebracht, indem ein Pulver aufgesintert wird<ref name="resguide" />. Die elektrischen Anschlüsse bestehen aus zwei anschließend aufgebrachten kammartigen Metallflächen, die sich gegenüberstehen. Dadurch hat die Struktur der lichtempfindlichen Schicht die Form eines [[Mäander]]s, der quer zum Verlauf vom Fotostrom durchflossen wird.

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]]- (CdS) oder [[Cadmiumselenid]]-Schicht (CdSe), die etwa die gleiche Farbempfindlichkeitskurve wie das menschliche Auge oder [[Fotografischer Film|Fotofilm]]e hat.

Cadmiumsulfid weist bei einer Wellenlänge von 520 nm, Cadmiumselenid bei 730 nm die maximale Empfindlichkeit auf.

Für [[Infrarotstrahlung|Infrarot]] werden Materialien wie [[Blei(II)-sulfid|Bleisulfid]] (spektrale Empfindlichkeit bei Wellenlängen von 0,3 bis 3,5 µm) und [[Indiumantimonid]] (Wellenlänge 4,5 bis 6,5 µm) verwendet<ref>VALVO-Taschenbuch 1965</ref>.

== Funktion ==
[[Datei:LDR.png|right|thumb|upright=1.5|Typische Kennlinie eines Fotowiderstandes nach <ref name="adafruit"/>]]
Bei Halbleitern, die für LDRs geeignet sind, wird nicht der [[Photoelektrischer Effekt#Innerer photoelektrischer Effekt|innere Fotoelektrische Effekt]] genutzt, sondern Übergänge zu [[Störstelle]]n. Wenn durch das Licht eine Störstelle [[Ionisation|ionisiert]] wird, wirkt diese für einige Millisekunden wie eine [[Dotierung]] und erhöht die elektrische Leitfähigkeit. Durch die relativ lange Zeit, die es dauert, die Störstelle wieder zu neutralisieren, erhält man eine hohe Empfindlichkeit, aber auch die langsame Reaktion. Wegen der Beteiligung der Störstellen ist die Fotoleitung nicht nur vom Basismaterial, sondern auch von der Mikrostruktur und von Verunreinigungen abhängig.

== Eigenschaften ==
Wenige, auch nach langer Abdunkelung verbleibende, freie Ladungsträger verursachen einen [[Dunkelstrom]]. Dieser kann durch niedrigere Temperatur verringert werden.

Fotowiderstände werden durch folgende Parameter gekennzeichnet:

* Dunkelwiderstand (Widerstandswert des Fotowiderstands bei Dunkelheit), typisch 1 [[Vorsätze für Maßeinheiten#SI-Präfixe|M]][[Ohm (Einheit)|Ω]] bis 100 MΩ; wird erst nach mehreren Sekunden Dunkelheit erreicht
* Hellwiderstand (Widerstandswert des Fotowiderstands bei 1000 [[Lux (Einheit)|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)
* Nachteil: Temperaturempfindlichkeit

== Ehemalige Anwendungen ==
CdS- und CdSe-Fotowiderstände wurden beispielsweise in [[Belichtungsmesser]]n und in [[Dämmerungsschalter]]n eingesetzt, um mit geringem technischem Aufwand auch geringe Beleuchtungsstärken messen zu können – die spektrale Empfindlichkeit stimmt gut mit der [[V-Lambda-Kurve|Hellempfindlichkeitskurve]] des Auges überein. Die Verwendung bot sich an, wenn keine schnellen Reaktionszeiten gefordert sind. Die gekrümmte Kennlinie gestattet zum Beispiel, über 4 Größenordnungen die Beleuchtungsstärke anhand der Spannung an einem [[Spannungsteiler]] zu bestimmen.<ref name="adafruit">https://cdn-learn.adafruit.com/downloads/pdf/photocells.pdf Mitteilung der Firma Adafruit: Photocells, abgerufen am 1. August 2020</ref>

Da LDR träge sind und sich in erster Näherung wie lineare ohmsche Widerstände verhalten<ref>{{Internetquelle |autor=Em. Prof. Dr. Manfred Zollner |url=https://www.gitarrenphysik.de/schaltungstechnik |titel=Z23 Der LDR als steuerbarer Widerstand |sprache=de |abruf=2022-03-22}}</ref>, wurden [[Optokoppler]] mit Fotowiderständen in [[Kompressor (Signalverarbeitung)|Audiokompressor]]en<ref name="resguide">[http://www.resistorguide.com/photoresistor/ Mitteilung der Firma ''EETech Media, LLC.'' zu Fotowiderständen (englisch), abgerufen am 1. August 2020]</ref> und spannungsgesteuerten Filtern (z. B. [[Phaser (Musik)|Phaser]]) eingesetzt.

Durch die Einschränkungen, welche sich durch die [[RoHS-Richtlinien]] ergeben und unter anderem eine Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe wie [[Cadmium]] und [[Blei]] in Elektro- und Elektronikgeräten umfassen, und durch den Umstand, dass durch technologische Verbesserungen funktionell gleichwertige Bauelemente wie [[Photodiode]]n und [[Fototransistor]]en preiswert zur Verfügung stehen, sind Fotowiderstände in praktischen Anwendungen weitgehend bedeutungslos geworden. Ausnahmen für den Handel von cadmiumhaltigen Fotowiderständen sind am 31. Dezember 2009 ausgelaufen.<ref>Amtsblatt der Europäischen Union: {{CELEX|32009D0443|''Entscheidung der Kommission vom 10. Juni 2009 zur Änderung des Anhangs der Richtlinie 2002/95/EG des Europäischen Parlaments und des Rates hinsichtlich der ausgenommenen Verwendungen von Blei, Cadmium und Quecksilber zwecks Anpassung an den technischen Fortschritt''}}.</ref>

== Siehe auch ==
* [[Liste elektrischer Bauelemente]]

== Weblinks ==
{{Commonscat|Photoresistors|Fotowiderstände}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4136944-0}}

[[Kategorie:Widerstand]]
[[Kategorie:Optoelektronik]]
[[Kategorie:Historisches Elektrogerät]]

Fotowiderstand - Versionsgeschichte

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