Fotodiodos y Fototransistores

7/27/2019 Fotodiodos y Fototransistores

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Fotodiodos y Fototransistores



Fotodiodo

• El fotodiodo consiste en esencia de unaunión de material "P" y material "N"polarizada inversamente, se parece mucho aun diodo semiconductor común, pero tieneuna característica que lo hace muy especial:

es un dispositivo que conduce una cantidadde corriente eléctrica proporcional a lacantidad de luz que lo incide (lo ilumina).



• La corriente eléctrica fluye en sentido opuesto a la flecha del diodoy se llama corriente de fuga.

•Fotocorriente: es un flujo de corriente que ocurre cuando la luz delongitud de onda apropiada es dirigida hacia la unión, se creanpares hueco-electrón que se desplazan a través de la unión debidoal campo generado en la región deprimida.

• El fotodiodo se comporta básicamente como un generador decorriente constante hasta que se alcanza la tensión de avalancha.



• el fotodiodo se comporta como un diodo normal. Siestá fabricado en silicio, la tensión que cae en eldispositivo será aproximadamente de 0,7V.

• El comportamiento del fotodiodo en directa apenas seve alterado por la generación luminosa de portadores.Esto es debido a que los portadores, provenientes deldopado (portadores mayoritarios) son mucho másnumerosos que los portadores de generaciónluminosa.

•

La totalidad de los detectores de luz comunesconsisten en una unión a fotodiodo y un amplificador.



• Si el fotodiodo quedara conectado, de manera

que por él circule la corriente en el sentido de

la flecha (polarizado en sentido directo), la luz

que lo incide no tendría efecto sobre él y se

comportaría como un diodo semiconductor

normal.



Uso de fotodiodos:

• A diferencia del LDR , el fotodiodo responde a loscambios de oscuridad a iluminación y viceversacon mucha más velocidad, y puede utilizarse encircuitos con tiempo de respuesta más pequeño.

• Se usa en los lectores de CD, recuperando lainformación grabada en el surco del Cdtransformando la luz del haz láser reflejada en elmismo en impulsos eléctricos para ser

procesados por el sistema y obtener comoresultado los datos grabados.

• Usados en fibra óptica.



FABRICANTES

• NANOIDENT Technologies AG

• Infineon

• Agilent Technologies

• PerkinElmer

• SILONEX

• VISHAY

• Silicon Sensor GmbH



Investigación

• La investigación a nivel mundial en este campo se centra(en torno a 2005) especialmente en el desarrollode células solares económicas, miniaturización y mejorade los sensores CCD y CMOS , así como de fotodiodos

más rápidos y sensibles para su uso entelecomunicaciones con fibra óptica .

• Desde 2005 existen también semiconductores orgánicos.La empresa NANOIDENT Technologies fue la primera en

el mundo en desarrollar un fotodetector orgánico,basado en fotodiodos orgánicos.



Fototransistores:

• Los fototransistores no son muy diferentes de untransistor normal, están compuestos por el mismomaterial semiconductor, tienen dos junturas y lasmismas tres conexiones externas: colector, base yemisor. Por supuesto, siendo un elemento sensible a laluz, la primera diferencia evidente es en su cápsula,que posee una ventana o es totalmente transparente,para dejar que la luz ingrese hasta las junturas de lapastilla semiconductora y produzca el efectofotoeléctrico.



• puede trabajar de 2 maneras diferentes:

• - Como un transistor normal con la corriente de base (IB)(modo común)

• - Como fototransistor, cuando la luz que incide en esteelemento hace las veces de corriente de base. (IP) (modode iluminación).

• Se pueden utilizar las dos en forma simultánea, aunque el

fototransistor se utiliza principalmente con la patita de labase sin conectar. (IB = 0)La corriente de base total es igual a corriente de base(modo común) + corriente de base (por iluminación): IBT =IB + IPSi se desea aumentar la sensibilidad del transistor, debido ala baja iluminación, se puede incrementar la corriente debase (IB), con ayuda de polarización externa



• Las corrientes típicas del fototransistor parauna tensión inversa de 10V, son del orden de1nA a temperatura ambiente y aumentan en

un factor de 2 para cada 10ºC de aumento detemperatura. Las especificaciones delfototransistor garantizan normalmente unoslímites de corriente en la oscuridad mucho

más altos, por ejemplo 50 a 100 nA, debido alas limitaciones del equipo automático deprueba.



Funcionamiento:

• - Al exponer el fototransistor a la luz, los fotones entran encontacto con la base del mismo, generando huecos y con ellouna corriente de base que hace que el transistor entre en la

región activa, y se presente una corriente de colector aemisor. Es decir, los fotones en este caso, reemplazan lacorriente de base que normalmente se aplica eléctricamente.Es por este motivo que a menudo la patilla correspondiente ala base está ausente del transistor. La características mássobresaliente de un fototransistor es que permite detectar luzy amplificar mediante el uso de un sólo dispositivo (Ib = 0).

• - La sensibilidad de un fototransistor es superior a la de unfotodiodo, ya que la pequeña corriente fotogenerada esmultiplicada por la ganancia del transistor



CONSTRUCCION DE LOSFOTOTRANSISTORES• se construyen con silicio o germanio.

• Existen tanto fototransistores NPN como PNP

•

Debido a que la radiación es la que dispara labase del transistor, y no una corriente aplicada

eléctricamente, usualmente la patilla

correspondiente a la base no se incluye en el

transistor.



El método de construcción es el de difusión.

• Este consiste en que se utiliza silicio o germanio,así como gases, impurezas o dopantes. Por mediode la difusión, los gases dopantes penetran lasuperficie sólida del silicio. Sobre una superficie

sobre la cual ya ha ocurrido la difusión, sepueden realizar difusiones posteriores, creandocapas de dopantes en el material. La parteexterior del fototransistor está hecha de un

material llamado epoxy, que es una resina quepermite el ingreso de radiación hacia la base deltransistor.



FABRICANTES

• Epigap Optoelektronik GmbH, 12555 Berlin.

[Alemania]

• Hamamatsu Photonics, 541-0052 Osaka.

[Japón]



Aplicaciones:

• *. Alarmas de presencia y ausencia de Luz

• *. Cámaras fotográficas para regular la membrana

del objetivo automáticamente.

• *. Para conductores y receptores de fibra optica

• *. Para hacer circuito optoaisladores .

• *. Montaje de circuitos optoacopldores

•



Bibliografía:

• http://sensorfototransistorofotodiodo.blogspo

t.mx/2008/03/el-fotodiodo-el-fotodiodo-se-

parece.html

• http://es.wikipedia.org/wiki/Fotodiodo

• http://www.profesormolina.com.ar/electronic

a/componentes/optoelect/optot.htm

• http://materias.fi.uba.ar/6625/Clases/Disposit

ivos_Optoelectronicos.pdf

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