Informed e Lab 3

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Práctica de laboratorio 3 1 FOTOCONDUCTIVIDAD EN EL FOTOCONDUCTOR CDS DANIELA AGUDELO, JUAN RAMIREZ, MAURICIO MARTINEZ, CAMILO CHAPARRO, ALEJANDRIO ÁVILA. 1.1 MONTAJE EXPERIMENTAL La realización de este laboratorio requirió de la utilización de diferentes elementos y dispositivos electrónicos que permitieron tomar las medidas necesarias para comprender el funcionamiento del fotorresistor; específicamente su comportamiento I vs V y σ vs intensidad luminosa. Figura 01. Fotografía del montaje experimental utilizado para realizar este laboratorio.

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FPGA implementacio de motor por gpio y

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  • Prctica de laboratorio 3

    1 FOTOCONDUCTIVIDAD EN EL FOTOCONDUCTOR CDS

    DANIELA AGUDELO, JUAN RAMIREZ, MAURICIO MARTINEZ, CAMILO CHAPARRO, ALEJANDRIO

    VILA.

    1.1 MONTAJE EXPERIMENTAL

    La realizacin de este laboratorio requiri de la utilizacin de diferentes elementos y dispositivos

    electrnicos que permitieron tomar las medidas necesarias para comprender el funcionamiento del

    fotorresistor; especficamente su comportamiento I vs V y vs intensidad luminosa.

    Figura 01. Fotografa del montaje experimental utilizado para realizar este laboratorio.

  • La prctica incluy dos montajes diferentes, cuyos esquemas se presentan en las figuras 02 y 04, a

    continuacin. En stas, se han enumerado los dispositivos de inters de modo que el lector pueda

    remitirse fcilmente a la tabla I, en la cual se encuentran descritas sus caractersticas. Asimismo se incluy

    un diagrama circuital de cada montaje, correspondiendo stos a las figuras 03 y 05.

    Figura 02. Esquema del primer montaje experimental utilizado para realizar este laboratorio, con el cual se tomaron medidas

    de tensin y corriente a travs del fotorresistor para cada color e intensidad de luz.

    Figura 03. Esquema circuital del primer montaje experimental utilizado para realizar este laboratorio, con el cual se tomaron

    medidas de tensin y corriente a travs del fotorresistor para cada color e intensidad de luz.

  • Figura 04. Esquema del segundo montaje experimental utilizado para realizar este laboratorio, con el cual se tomaron medidas

    de la resistencia exhibida por el fotorresistor para cada color e intensidad de luz.

    Figura 05. Esquema circuital del segundo montaje experimental utilizado para realizar este laboratorio, con el cual se tomaron

    medidas de la resistencia exhibida por el fotorresistor para cada color e intensidad de luz.

  • Tabla I: Presentacin de las caractersticas de inters concernientes a los elementos utilizados en

    cada uno de los montajes relativos a esta prctica de laboratorio.

    Nmero Elemento Descripcin

    1

    Fuente

    - Impedancia de salida: 50 - Salidas de 5 V, 12V , -12V y variable 0-12V 500 mA en las salidas de 12 y 12, 1.0 A en la salida variable, 700 mA en la salida de 5 V

    2

    Multmetro 1

    - Marca: Wellink

    - Serie: HL-3000

    - Escala para medir resistencia: 0-

    200/2K/20K/200K/2M 1.0%, 20M 2.0%

    Escala para voltaje DC: 0-2V/20V/200V/600V 0.8% - Escala para voltaje AC: 0-200V/600V 2.0%

    Escala para corriente DC: 0-2mA/20mA/200mA 1.2%, 10A 2.0%

    - Dimensiones: 125x68x25mm

    (AltoxAnchoxProfundo)

    Peso: Aprox, 305g

    Seguridad: CE Aprovado, IEC 1010-1 (EMC / LVD)

    3

    Multmetro 2

    - Marca: UNI-T

    - Serie: UT33 A

    - Escala para voltaje DC :400 mV/4 V/40 V/400 V/500

    V (0.8%+1)

    - Escala voltaje A: 4 V/40 V/400 V/500 V (1.2%+3)

    - Escala para corriente DC: 400 A/4000 A/40

    mA/400 mA/4 A/10 A (1%+2)

    - Escala para corriente AC: 400 A/4000 A/40

    mA/400 mA/4 A/10 A (1.5%+5)

    - Escala para medir resistencia: 400 /4 k/40

    k/400 k/4 M/40 M (1%+2)

    - Impedancia de entrada para medicin de voltaje DC

    ~ 10 M

  • Dimensiones: 130 73.5 35 mm

    Peso: 156 g

    4

    Fotorresistor

    - Modelo: PGM 5626 D

    - Dimensiones:

    Empaque: 5.1x4.3x 2.4mm

    Terminales: 34x0.5mm

    Distancia entre terminales: 3.4mm

    - Resistencia en la oscuridad: 2M

    - Resistencia en presencia de luz: 8~20K/Lx

    5

    Potencimetro

    - Valor: 5K

    - Dimensiones: 17x12.9x11.5mm

    6 Protoboard

    - Marca: Wish

    - Dimensiones: 0.8x17x6.3cm (AltoxAnchoxProfundo)

    - Peso:121.31 g

    7 a

    Lmpara

    - ITEM NR.:1926 - CFL E27

    - Potencia mxima: 15W

    - Tensin nominal: 110V 60Hz

    7 b Bombilla LED

    - Modelo: SLM-0242

    - Tipo: LED

    - Colores: Rojo, verde y azul. Cuatro intensidades de

    luz.

    8 Luxmetro

    - Rango de medicin:

    200, 2,000, 20,000 and 200,000Lux

    (Rango de lectura x10: 20,000Lux ,Rango de lectura

    x100: 200,000Lux)

    20, 200, 2,000, 20,000FC

    (Rango de lecturax10: 20,000FC)

    - Exactitud: (3%rdg +10dgt) 20,000Lux/2,000FC

  • (5%rdg+10dgt) >20,000Lux/2,000FC

    - Repetibilidad: 2%

    - Temperatura y humedad de operacin: 0to

    40(32 to 104) 0 to 80% RH

    Photo Detector Lead Length: 150cm (Aprox).

    - Dimensiones del fotodetector: 100mm(H)

    60mm(w) 28mm(D). - Dimensiones: 149mm(H)

    71mm(w) 41mm(D).

    - Peso: 250g (5.8oz).

    1.2 PROCEDIMIENTO

    Se realizaron dos montajes para la medicin de las variables del circuito.

    El primer montaje incluy una fuente de tensin variable, una lmpara con bombillo LED, un fotorresistor

    de silicio, una resistencia variable, una protoboard, dos multmetros y un luxmetro. La disposicin

    circuital fue tal que con la fuente conectada en serie al fotorresistor y a la resistencia variable, se midi

    la corriente del circuito y la tensin en el fotorresistor, variando el valor del potencimetro de 0 a 5 k

    (en 1k cada vez), para cada intensidad de luz y cada uno de los tres colores de la lmpara; todo lo

    anterior para determinar las curvas I contra V. Adicionalmente, se utiliz el luxmetro, ubicado a un lado

    del montaje, para medir y registrar la intensidad de luz para cada color e intensidad en lux.

    El segundo montaje consto nicamente de un multmetro, la lmpara con bombillo LED y el fotorresistor.

    En esta ocasin se vari la intensidad de la luz para los tres colores y se midi la resistencia del

    fotorresistor con el multmetro en cada situacin.

    1.3 RESULTADOS

    1.3.1 Curva caracterstica I vs V

    Para realizar la grfica de corriente respecto a la tensin se tomaron tres medidas de corriente y tres de

    tensin para cada intensidad, color de luz y valor de la resistencia variable, de las cuales se obtuvo el

    promedio y la desviacin estndar. As, se obtuvo 6 puntos para cada intensidad y un total de 24 puntos

    para cada color.

    Con los datos anteriores se realizaron las grficas de corriente en funcin de la tensin para cada color,

    tomando cada intensidad como una serie de datos; stas asociadas con una lnea de tendencia lineal y

    barras de error. El factor de correlacin R2, el cual indica que tan bien se ajustan los datos a una

    distribucin lineal, tambin encuentra presente.

  • Figura 06. Grficas de corriente en funcin de la corriente en el fotorresistor para las diferentes intensidades de rojo

    trabajadas, siendo 1 la menos intensa y 4 la ms intensa, y sus respectivos coeficientes de correlacin.

    Figura 07. Grficas de corriente en funcin de la corriente en el fotorresistor para las diferentes intensidades de verde

    trabajadas, siendo 1 la menos intensa y 4 la ms intensa, y sus respectivos coeficientes de correlacin.

  • Figura 08. Grficas de corriente en funcin de la corriente en el fotorresistor para las diferentes intensidades de azul

    trabajadas, siendo 1 la menos intensa y 4 la ms intensa, y sus respectivos coeficientes de correlacin.

    1.3.2 Curva vs intensidad luminosa (en lux y fotones)

    Para realizar la grfica de conductividad en funcin de la intensidad de luz se tomaron tres medidas de la

    resistencia exhibida por el fotorresistor y tres de la intensidad reportada por el luxmetro para cada nivel

    de intensidad y color de luz, de las cuales se obtuvo el promedio y la desviacin estndar. Los datos de la

    resistencia, y la geometra fueron empleados para calcular la conductividad utilizando la ecuacin que

    aparece a continuacin y tomando las medidas como se muestra en la figura 09. [5][6]

    =

    Figura 09. Geometra de un fotorresistor para calcular la conductividad. [1]

  • Las mediciones realizadas con un calibrador indican las siguientes cantidades: = (0,24 0,01) y

    = (31,1 0,2) As, se obtuvo 1 punto para cada intensidad y un total de 4 puntos para cada color.

    Figura 10. Grfica de conductividad (S/m) en funcin de la intensidad de luz incidente (lux) en el fotorresistor para el color rojo,

    siendo 1 la menos intensa y 4 la ms intensa, y el respectivo coeficiente de correlacin.

    Figura 11. Grfica de conductividad (S/m) en funcin de la intensidad de luz incidente (FC) en el fotorresistor para el color rojo,

    siendo 1 la menos intensa y 4 la ms intensa, y el respectivo coeficiente de correlacin.

  • Figura 12. Grfica de conductividad (S/m) en funcin de la intensidad de luz incidente (lux) en el fotorresistor para el color

    verde, siendo 1 la menos intensa y 4 la ms intensa, y el respectivo coeficiente de correlacin.

    Figura 13. Grfica de conductividad (S/m) en funcin de la intensidad de luz incidente (FC) en el fotorresistor para el color

    verde, siendo 1 la menos intensa y 4 la ms intensa, y el respectivo coeficiente de correlacin.

  • Figura 14. Grfica de conductividad (S/m) en funcin de la intensidad de luz incidente (lux) en el fotorresistor para el color azul,

    siendo 1 la menos intensa y 4 la ms intensa, y el respectivo coeficiente de correlacin.

    Figura 15. Grfica de conductividad (S/m) en funcin de la intensidad de luz incidente (FC) en el fotorresistor para el color azul,

    siendo 1 la menos intensa y 4 la ms intensa, y el respectivo coeficiente de correlacin.

    1.4 PRECISIN Y EXACTITUD

    La respuesta del fotorresistor CdS a la luz es diferente para cada longitud de onda, lo cual tiene que ver

    directamente con las propiedades del material semiconductor. Como se puede observar en la siguiente

    grfica, obtenida de la hoja de datos del fotorresistor, la sensibilidad del componente es mayor para el

  • color verde y menor para los colores rojo y azul, en ese orden; lo cual implica que los resultados sern ms

    acertados en la medida en que la longitud de onda es ms cercana la banda del color verde.

    Figura 16. Caracterstica de respuesta en el espectro de frecuencia. [5]

    Una longitud de onda menor o, lo que es lo mismo, una frecuencia mayor redunda en una mayor

    transferencia de energa, ya que = , donde v es la frecuencia de la onda incidente. De acuerdo con

    esto las tensiones ms grandes deberan corresponder al azul, verde y rojo en ese orden. No obstante se

    observa que el orden segn los resultados es verde, rojo azul; discrepancia que se debe a la sensibilidad

    del material con el cual est elaborado el dispositivo como es ilustrado en la grfica de la figura 15. La

    cantidad de luz ambiental presente al momento de hacer el experimento tambin es un factor influyente,

    ya que aunque se cont con persianas y cajas para mitigar la influencia de la luz externa, es

    extremadamente complicado aislarla del todo y esto hace que los resultados varen al ser tomados a una

    hora diferente de un mismo da.

    Durante la toma de datos se presentaron factores de error tcnico tal como el error interno de los

    multmetros y la resolucin de los datos, as mismo la fuente utilizada para energizar el circuito fue

    construida por un estudiante por lo cual no cumple con los estndares de precisin y exactitud de una

    fuente fabricada industrialmente. Tambin se pudieron presentar errores con los elementos utilizados

    en el circuito como el fotorresistor y el potencimetro, de la misma manera despreciando las

    capacitancias internas de una protoboard o la resistencia de los cables utilizados. Durante la realizacin

    del montaje el ngulo de incidencia de la luz y la distancia a la cual la fuente de esta se encontraba puede

    modificar la cantidad de luz absorbida o reflejada por el fotorresistor o la captada por el luxmetro.

    Se tomaron tres valores para cada dato registrado para determinar el error al seleccionarlos, estos valores

    se promediaron y se calcul la desviacin estndar para cada colr de luz, tanto pare los datos de los

    multmetros como los del luxmetro. Se calcul la propagacin de errores para la conductividad

    utilizando la siguiente formula:

  • Figura 17.frmula para el clculo de la dispersin de errores. [7]

    Debe tenerse en cuenta que ste tipo de elementos electrnicos son sensibles a una amplia gama de

    frecuencias, que adems de la luz visible, incluye el infrarrojo (IR) y ultravioleta (UV), por lo cual las

    mediciones tambin pueden verse afectadas por su incidencia.

    1.5 ANLISIS DE RESULTADOS

    1.5.1 Relacin entre la fotocorriente y la tensin

    Partiendo de la definicin de resistencia, sabemos que existe una relacin lineal entre la tensin en sus

    terminales y la corriente que fluye a travs de ella, dada de la siguiente manera.

    =

    La conductancia elctrica es un indicador de la oposicin o disposicin de un material a permitir el

    movimiento de cargas negativas a travs de l. Cuanto mayor es la conductividad menor es la oposicin

    al paso de corriente dada por la resistencia.

    =

    Utilizando y combinando las dos ecuaciones anteriores, se obtiene:

    =

    La fotorresistencia es un componente que exhibe una resistencia dependiente de la luz incidente, cuanto

    mayor es la intensidad de la luz, menor es la resistencia y mayor el paso de corriente. Lo anterior dado

    que aumenta la cantidad de energa transferida a los electrones para pasar de la banda de valencia a la

    de conduccin, creando as un par electrn-hueco capaz de conducir corriente.

    Al aumentar la conductividad aumenta la corriente y de acuerdo con la primera relacin descrita tambin

    aumenta la tensin. Esta relacin se aprecia claramente en las grficas, donde corriente y tensin tienen

    una relacin lineal donde la constante de proporcionalidad depende de la conductividad y la geometra. [8]

  • 1.5.2 Relacin entre la fotoconductividad y la luz incidente

    Utilizando el montaje explicado anteriormente es posible observar que cuando se ilumina el material con

    los colores rojo, azul y verde en las diferentes intensidades de luz, se genera una corriente que depende

    de la potencia de luz (P), la carga del electrn (q), la eficiencia cuntica del fotorresistor () y la longitud

    de la onda (), donde f es la frecuencia de la luz incidente, y h es la constante de Planck. [2] [3]

    = +

    = +

    Siendo as, la conductividad ser la suma de la conductividad en oscuro y aquella el aumento debido a la

    luz incidente. sta ltima es manipulada matemticamente aprovechando las relaciones existentes entre

    las diferentes variables, de modo que la expresin final sea fcilmente aplicada. Los detalles se enuncian

    a continuacin:

    Teniendo en cuenta que: =2

    , =

    2

    Expresando =

    , se obtiene la expresin: =

    2

    2 .

    Finalmente se multiplica por

    a cada lado de la ecuacin, con lo cual se llega a la expresin final:

    = + 2

    3

    El fotorresistor est fabricado con CdS, luego la conductividad se deber principalmente a los portadores

    negativos; esa es la razn por la cual la ecuacin presentada anteriormente slo tiene en cuenta la

    movilidad de los electrones. La geometra, energa de la luz incidente, masa del electrn y potencia son

    factores conocidos. Por otro lado y en conjunto son el factor de ajuste que se modifica en cada caso

    para simular el comportamiento real del material, segn el cual la cantidad de pares electrn-hueco

    aumenta con la intensidad de luz incidente, causando una disminucin en la movilidad de los portadores

    de carga.

    El factor de correccin empleado para cada uno de los colores en sus diferentes intensidades es revelador,

    en cuanto a que es mayor para el color verde, se hace menor para el color rojo y an ms pequeo para

    el color azul, por lo cual los resultados del modelo fueron ms cercanos a los experimentales para el azul,

    y menos para el rojo y verde en ese orden.

    La siguiente grfica muestra los coeficientes de correccin empleados para cada longitud de onda

    incidente. Se tomaron cuatro valores de longitud de inda para cada color dentro del intervalo propio.

    La grfica de coeficientes de correccin puede ser relacionada con la grfica de sensibilidad

    proporcionada por el fabricante y de su comparacin resulta evidente que el comportamiento discrepa

    en las longitudes de onda relativas al rojo, sin embargo coincide en el hecho de que hay mayor

    sensibilidad para el rojo que para el azul.

  • Figura 18.Grfica de los coeficientes de correccin utilizados en el algoritmo establecido para ajustar los resultados.

    1.6 EXTRACCIN DE PARMETROS FSICOS

    Tabla II: Presentacin de los datos calculados: tiempo de transito del electrn y factor de gano para

    el color rojo. Los 6 datos de tensin medidos para cada intensidad fueron utilizados para calcular Tr y

    ste a su vez para calcular ph; valor finalmente promediado. [2]

    ROJO

    Tr (s) ph

    0,007692734 1,37792E-07

    0,00957318 1,10726E-07

    0,012923793 8,20193E-08

    0,01133666 9,3502E-08

    0,014723308 7,19947E-08

    0,016711801 6,34282E-08

    0,007697825 1,37701E-07

    0,010070488 1,05258E-07

    0,012308374 8,61202E-08

    0,014413152 7,35439E-08

    0,016687824 6,35194E-08

    0,019257307 5,5044E-08

    0,007702923 1,3761E-07

    0,010497665 1,00975E-07

    0,013113206 8,08345E-08

    0,01563362 6,78026E-08

    0,018346078 5,7778E-08

  • 0,021381275 4,95761E-08

    0,007708027 1,37519E-07

    0,011216406 9,45044E-08

    0,014484948 7,31794E-08

    0,017703825 5,98741E-08

    0,021460172 4,93938E-08

    0,024853447 4,265E-08

    Promedio ph 8,46811E-08

    Tabla III: Presentacin de los datos calculados: tiempo de transito del electrn y factor de gano para

    el color verde. Los 6 datos de tensin medidos para cada intensidad fueron utilizados para calcular Tr y

    ste a su vez para calcular ph; valor finalmente promediado. [2]

    VERDE

    Tr (s) ph

    0,007708027 1,37519E-07

    0,010070488 1,05258E-07

    0,012078311 8,77606E-08

    0,01420197 7,46375E-08

    0,016711801 6,34282E-08

    0,019099201 5,54997E-08

    0,007708027 1,37519E-07

    0,010739994 9,86965E-08

    0,013262729 7,99232E-08

    0,01602123 6,61622E-08

    0,019193751 5,52263E-08

    0,022282401 4,75712E-08

    0,007708027 1,37519E-07

    0,011303609 9,37754E-08

    0,01435977 7,38173E-08

    0,017703825 5,98741E-08

    0,021460172 4,93938E-08

    0,025013792 4,23766E-08

    0,007708027 1,37519E-07

    0,012269423 8,63936E-08

    0,016154741 6,56154E-08

    0,020405988 5,19455E-08

    0,025176219 4,21032E-08

    0,029824137 3,55417E-08

    Promedio ph 7,85448E-08

  • Tabla IV: Presentacin de los datos calculados: tiempo de transito del electrn y factor de gano para

    el color azul. Los 6 datos de tensin medidos para cada intensidad fueron utilizados para calcular Tr y

    ste a su vez para calcular ph; valor finalmente promediado. [2]

    AZUL

    Tr (s) ph

    0,007708027 1,37519E-07

    0,008878941 1,19384E-07

    0,009815539 1,07992E-07

    0,010901043 9,72384E-08

    0,012053278 8,79429E-08

    0,013232552 8,01055E-08

    0,007708027 1,37519E-07

    0,009173039 1,15556E-07

    0,010394471 1,01977E-07

    0,011784613 8,99478E-08

    0,013277869 7,98321E-08

    0,014741969 7,19036E-08

    0,007708027 1,37519E-07

    0,009433425 1,12366E-07

    0,010921515 9,70561E-08

    0,01258811 8,42064E-08

    0,01435977 7,38173E-08

    0,016154741 6,56154E-08

    0,007708027 1,37519E-07

    0,007880361 1,34512E-07

    0,011820542 8,96744E-08

    0,013980064 7,58223E-08

    0,016222334 6,5342E-08

    0,018550898 5,71401E-08

    Promedio ph 9,82295E-08

    Para obtener el factor de gano se utiliz la ecuacin =

    (1 +

    ) , se promediaron los resultados y

    se compararon; observando que existe una variacin pequea entre la ganancia del fotoconductor para

    cada color. Se supone que sta variacin se debe en primera medida a la diversificacin de los datos; por

    otro lado y ms significativamente, se sabe que cada material responde de manera diferente a los fotones

    dependiendo de su energa, en otras palabras, de la longitud de onda de cada color de luz incidente. En

    este caso las longitudes de onda y las correspondientes energas son similares, por ello la variacin del

    factor de gano es pequea.

    La eficiencia cuntica externa es una medida que indica la relacin entre los fotones incidentes y los que

    generan pares electrn-hueco al ser absorbidos en el material, y contribuyen a la corriente. En este

  • sentido a mayor eficiencia, mayor cantidad de pares electrn-hueco contribuyendo a la corriente y por

    ende se obtiene un factor de gano superior.

    =

    Los valores obtenidos se deben a la geometra del fotorresistor, pues la longitud L es pequea y la

    movilidad de los electrones es alta, luego el tiempo de transito del electrn es corto y tarda menos en

    estabilizarse.

    =2

    Que este tiempo sea reducido redunda en el aumento del factor de gano, dada su proporcionalidad

    inversa sin embargo un tiempo de vida medio para los pares electrn/hueco del orden de los micros y

    nanosegundos hace que el factor de gano tenga un valor muy bajo; es decir, un valor en ordenes de

    magnitud similares.

    Teniendo como base los insumos anteriormente presentados, especialmente la expresin hallada en la

    seccin de anlisis, se realiz una simulacin matemtica que dara cuenta de la conductividad. El factor

    * n fue ajustado en cada caso simulando el incremento de los portadores y la disminucin de la

    movilidad. Se tomaron cuatro valores de longitud de onda representativos para cada color y los valores

    mostrados a continuacin para las dems cantidades requeridas, haciendo uso apropiado de las unidades.

    = 5.61736 1019 /, = 9.10938188 31 , = (0,24) y = (31,1)

    En la siguiente tabla se registraron los valores obtenidos para la conductividad con el modelo utilizado.

    Tabla V: Presentacin de los datos calculados a partir del modelo matemtico presentado en la

    seccin de anlisis para la conductividad respecto a la longitud de onda de la luz incidente.

    * n (m) hf (eV) (S/m)

    Azul

    27957.09664 0.00000045 2.74792114 1.0603E-07

    36198.84872 4.65E-07 2.65927853 1.4003E-07

    46869.51337 0.00000048 2.57617607 1.8515E-07

    60684.68041 4.95E-07 2.49811013 2.4496E-07

    Verde

    61255.24263 4.95E-07 2.49811013 2.4577E-07

    82363.79924 0.00000052 2.37800868 3.4422E-07

    110744.5783 5.45E-07 2.26892572 4.816E-07

    148902.3372 0.00000057 2.16941143 6.7299E-07

    Rojo

    33857.58138 0.00000062 1.99445889 1.698E-07

    42152.68882 6.6333E-07 1.86416762 2.2403E-07

    52479.25114 7.0667E-07 1.74985546 2.9472E-07

    65334.55157 0.00000075 1.64875269 3.8665E-07

  • 1.7 QU PASARA S?

    1.7.1 Qu pasara a las curvas de vs Intensidad luminosa si se cambia el material semiconductor?

    Si se cambia el material semiconductor los valores de conductividad cambiaran ya que la generacin de

    pares electrn hueco depende de stas y de la longitud de onda del haz de luz incidente. Si la energa

    del fotn supera el valor de la banda prohibida (En ingls: energy gap) el fotn es absorbido, de otro

    modo es transmitido. Siendo el anterior un parmetro propio de cada material, afectar la conductividad

    en una forma determinada.

    Otros parmetros del material tambin cambian, como la movilidad de las cargas positivas y negativas,

    y por tanto el tiempo de recombinacin y el tiempo de trnsito, etc.

    Adicionalmente, la caracterstica de respuesta a las longitudes de onda en el espectro cambiar, ya que

    las propiedades del material son diferentes y provocarn que ste sea ms sensible a otros colores. De

    hecho en la siguiente figura es posible ver como se ve alterada la grfica mencionada al cambiar de

    compuesto, cosa que consecuentemente cambiar la grfica de conductividad para cada color.

    Figura 19. Caracterstica de respuesta en el espectro de frecuencia. [6]

    Para un fotorresistor fabricado con un material diferente se conservara la relacin por la cual a mayor

    intensidad de luz, existe una mayor conductividad.

    1.7.2 Qu pasara a las curvas de vs Intensidad luminosa si se vara la fuente de luz

    monocromtica por un haz de luz blanca?

    Teniendo en cuenta que el blanco es la mezcla de rojo, azul y verde en su mxima intensidad, y que el

    CdS es ms sensible a las longitudes de onda cercanas a color verde, se deduce que la mayora de luz

    incidente que contribuir a la corriente provendr de las ondas de color verde y por tanto los resultados

    sern similares (pero no iguales) a los obtenidos para ese color en esa intensidad.

  • Figura 20. Modelo de color RGB, donde el blanco es hecho mediante la mezcla de rojo, azul y verde a mxima intensidad.

    2 BIBLIOGRAFA

    [1] Photoconductive Cells, Adafruit Learning System. Disponible en:

    [2] Introduction to photoconductors, University of South Carolina. Disponible en: [3] Photoconductive detectors as mixers. Jim Lesurf. Disponible en: < http://www.st-andrews.ac.uk/~www_pa/Scots_Guide/RadCom/part1/page2.html > [4] Referencias del multmetro Wellink. Disponible en: [5] GL55 Series Photoresistor. SENBA OPTICAL & ELECTRONICS CO., LTD. Disponible en

    [6] CDS photoresistors PMG Series. General Resistors. Disponible en:

    [7] Propagacin de errores. Wikipedia. Disponible en:

    [8] Homework Solution, EE145 Spring 2002, Second Edition, Prof. Ali Shakouri. Disponible en:

  • 3 ANEXOS

    3.1 DATOS RELATIVOS A LA CURVA CARACTERSTICA I VS V

    Tabla VI: Presentacin de los datos recolectados para realizar las curvas de corriente en funcin de

    la tensin con sus respectivas incertidumbres, para las cuatro intensidades de luz relativas al color

    rojo. (Cada intensidad cuenta con seis puntos tomados al variar el valor de la resistencia variable de 0 a

    5k.)

    ROJO

    Tensin Corriente

    5.040 5.030

    4.050 3,850 1,110E-16

    3.000 2.730

    3.420 3,210 1,110E-16

    2,633 0,005 2.320

    2.32 2.030

    5,036 0,005 5,030 0,005

    3.850 3,610 0,005

    3.150 2.923

    2.690 2.420

    2,323 0,005 2,020 0,005

    2,013 0,005 1.740

    5,033 0,005 5,030 0,005

    3,693 0,005 3,430 0,005

    2,957 0,005 2.700

    2.480 2.190

    2,113 0,005 1,807 1,110E-16

    1,813 0,005 1.550

    5.030 5,030 0,005

    3,457 0,005 3,160 0,005

    2.677 2.400

    2.190 1.900

    1,807 0,005 1.540

    1,560 2,220E-16 1.300

  • Tabla VII: Presentacin de los datos recolectados para realizar las curvas de corriente en funcin de

    la tensin con sus respectivas incertidumbres, para las cuatro intensidades de luz relativas al color

    verde. (Cada intensidad cuenta con seis puntos tomados al variar el valor de la resistencia variable de 0

    a 5k.)

    VERDE

    Tensin Corriente

    5.030 1.700

    3.850 1.170

    3,210 4,441E-16 0.900

    2.730 0,760 1,110E-16

    2.320 0.670

    2.030 0,593 0,005

    5.030 2,153 0,005

    3.610 1.390

    2,923 0,005 1,047 0,005

    2.420 0.860

    2.020 0,740 1,110E-16

    1.740 0.650

    5.030 2,543 0,005

    3.430 1.570

    2,700 4,441E-16 1.150

    2.190 0,933 0,005

    1,807 0,005 0,800 1,110E-16

    1.550 0.690

    5.030 3,213 0,005

    3.160 1,833 0,005

    2.400 1.300

    1,900 2,220E-16 1.030

    1.540 0.860

    1.300 0,740 1,110E-16

  • Tabla VIII: Presentacin de los datos recolectados para realizar las curvas de corriente en funcin de

    la tensin con sus respectivas incertidumbres, para las cuatro intensidades de luz relativas al color

    azul. (Cada intensidad cuenta con seis puntos tomados al variar el valor de la resistencia variable de 0 a

    5k.)

    AZUL

    Tensin Corriente

    5.030 0,833 0,005

    4,367 0,005 0.660

    3,95 4,441E-16 0.540

    3,557 0,005 0.490

    3,217 0,005 0.450

    2.930 0,413 0,005

    5.030 1,043 0,005

    4,227 0,005 0,797 0,005

    3.730 0,647 0,005

    3,29 4,441E-16 0,573 0,005

    2.920 0.520

    2.630 0.470

    5.030 1.230

    4.110 0.910

    3,55 4,441E-16 0,737 0,005

    3.080 0.640

    2,7 4,441E-16 0,577 0,005

    2.400 0.520

    5.030 1.550

    4.920 1.090

    3.280 0.870

    2,773 0,005 0,740 1,110E-16

    2.390 0.650

    2.090 0.580

    3.2 DATOS RELATIVOS A LA CURVA CARACTERSTICA VS INTENSIDAD LUMINOSA

  • Tabla IX: Presentacin de los datos recolectados para realizar las curvas de conductividad en funcin

    de la intensidad de luz (en lux) con sus respectivas incertidumbres, para las cuatro intensidades de

    luz relativas al color rojo.

    ROJO (S/m) L (lux) R ()

    Intensidad 1 1.703E-07 0.006E-7 14 1 44633 200

    Intensidad 2 2.358E-07 0.01E-7 20 1 32233 200

    Intensidad 3 3.02E-07 0.02E-7 26 2 25167 200

    Intensidad 4 4.28E-07 0.01E-7 38 3 17767 60

    Tabla X: Presentacin de los datos recolectados para realizar las curvas de conductividad en funcin

    de la intensidad de luz (en FC) con sus respectivas incertidumbres, para las cuatro intensidades de

    luz relativas al color rojo.

    ROJO (S/m) L (FC) R ()

    Intensidad 1 1.703E-07 0.006E-7 1.30 0.09 44633 200

    Intensidad 2 2.358E-07 0.01E-7 1.9 0.1 32233 200

    Intensidad 3 3.02E-07 0.02E-7 2.50 0.15 25167 200

    Intensidad 4 4.28E-07 0.01E-7 3.56 0.3 17767 60

    Tabla XI: Presentacin de los datos recolectados para realizar las curvas de conductividad en funcin

    de la intensidad de luz (en lux) con sus respectivas incertidumbres, para las cuatro intensidades de

    luz relativas al color verde.

    VERDE (S/m) L (lux) R ()

    Intensidad 1 2.460E-07 0.008E-7 38 2 30900 100

    Intensidad 2 3.51E-07 0.01E-7 56 4 21633 60

    Intensidad 3 4.65E-07 0.02E-7 74 5 16333 60

    Intensidad 4 6.93E-07 0.04E-7 110 8 11967 60

    Tabla XII: Presentacin de los datos recolectados para realizar las curvas de conductividad en funcin

    de la intensidad de luz (en FC) con sus respectivas incertidumbres, para las cuatro intensidades de

    luz relativas al color verde.

    VERDE (S/m) L (FC) R ()

    Intensidad 1 2.460E-07 0.008E-7 3.5 0.2 30900 100

    Intensidad 2 3.51E-07 0.01E-7 5.2 0.4 21633 60

    Intensidad 3 4.65E-07 0.02E-7 6.9 0.5 16333 60

    Intensidad 4 6.93E-07 0.04E-7 10.2 0.7 11967 60

  • Tabla XIII: Presentacin de los datos recolectados para realizar las curvas de conductividad en

    funcin de la intensidad de luz (en lux) con sus respectivas incertidumbres, para las cuatro

    intensidades de luz relativas al color azul.

    AZUL (S/m) L (lux) R ()

    Intensidad 1 1.060E-07 0.004E-7 50 4 71800 300

    Intensidad 2 1.53E-07 0.01E-7 70 6 49600 300

    Intensidad 3 2.080E-07 0.006E-7 94 8 36567 100

    Intensidad 4 3.281E-07 0.008E-7 138 12 23167 60

    Tabla XIV: Presentacin de los datos recolectados para realizar las curvas de conductividad en

    funcin de la intensidad de luz (en FC) con sus respectivas incertidumbres, para las cuatro

    intensidades de luz relativas al color azul.

    AZUL (S/m) L (FC) R ()

    Intensidad 1 1.060E-07 0.004E-7 4.40 0.4 71800 300

    Intensidad 2 1.53E-07 0.01E-7 6.5 0.5 49600 300

    Intensidad 3 2.080E-07 0.006E-7 9.0 0.7 36566.67 100

    Intensidad 4 3.281E-07 0.008E-7 13 1 23166.66 60