Fotodetectores

Fotodiodos

 

Con la llegada de fotones al semiconductor se crean pares electrón hueco (efecto fotoeléctrico), lo que hace que los electrones se muevan de un sitio a otro debido al campo eléctrico creado por la diferencia de carga en las zonas de huecos.

Si el circuito esta abierto, se observa una diferencia de potencial (tensión), y si está cerrado una corriente. Al fin y al cabo el efecto causa ambas cosas.

Un fotodiodo polarizado de forma directa se comporta de forma normal. Sin embargo, en polarización inversa permitirá el paso de corriente dependiendo de la cantidad de luz que le llegue.

Además, la polarización inversa tiene una respuesta más rápida que la directa.

Como no son perfectos, hay una minúscula corriente inversa incluso cuando está en la oscuridad.

Los fotodiodos pueden ser sensibles para una gama distinta de colores o infrarrojos, dependiendo de la fabricación

Entre sus características se encuentra la sensibilidad en amperios por metro cuadrado dividido por watio, que se complementa con la irradiancia luminosa, energía que la fuente de luz es capaz de proyectar en un metro cuadrado de superficie. Entonces:

Ip = sensibilidad * irradiancia

Al igual que los emisores, el receptor no es capaz de recibir luz en todos los ángulos, sino que tiene un ángulo donde recibe la mayor cantidad y otro donde deja de recibir, determinados por el diagrama que se puede encontrar en las datasheet.

Hay muchas formas de polarizar el fotodiodo. Las más útiles para medidas analógicas vienen con amplificadores operacionales o de instrumentación. Distintas configuraciones pueden lograr una mayor rapidez y rendimiento o un menor ruido debido a corrientes parásitas.

Para hacerse a una idea de los órdenes de magnitud, la corriente máxima es de decenas de nanoamperios. Es importante reducir ruido en ciertas aplicaciones donde la sensibilidad es mucho menor. En estos casos se usan amplificadores de muchísima calidad.

Fototransistores

El aspecto puede ser el mismo que el de un fotodiodo, pero al contrario que estos, tienen mucha más sensibilidad y son capaces de manejar mucha más corriente. Por ello se usan en aplicaciones de conmutación.

Sin embargo no son muy lineales (la ganancia no es constante) y debido a la capacidad parásita tienen un ancho de banda limitado.

Algunos cuentan con una patilla de base que se puede polarizar como un transistor normal, otros no.

Sus otras aplicaciones se dan en optoacopladores (aislamiento de señales, normalmente digitales, todo o nada) o interruptores por barrera (si pasa un objeto entre el emisor y el receptor el haz de luz se corta y cambia el estado) o por reflexión de luz en superficies.

  

Para ello se venden en pares emisor/receptor con una posición óptima de ambos.