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DISPOSITIVOS OPTOELECTRÓNICOS Autor: Nicolas Diestra Sánchez

OPTOELECTRONICA 

El interés en los dispositivos sensibles a la luz ha ido en aumento a un ritmo exponencial inusitado en años recientes. El nuevo campo de la optoelectrónica ha despertado un gran interés y ha sido objeto de mucha investigación y se están haciendo esfuerzos para mejorar sus niveles de eficiencia. Las fuentes luminosas constituyen una fuente única de energía. Ésta, transmitida como paquetes individuales llamados fotones, tiene un nivel directamente relacionado con la frecuencia de la onda luminosa viajera determinado por la siguiente ecuación: 

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joules

donde :constante de Planck _ 6.624 X10-34 joules por segundo. Claramente establece que, la energía asociada con una onda de luz incidente está en relación directa con la frecuencia de ésta.

OPTOELECTRONICA 

La frecuencia, a su vez, está relacionada directamente con la longitud de onda (distancia entre picos sucesivos) de la onda por la siguiente ecuación:

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 = donde longitud de onda, en metros

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 = velocidad de la luz, 3X108 m/s

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f = frecuencia de la onda viajera, hertz

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La longitud de onda normalmente se mide en angstroms o micrómetros (mm), donde 1 Å = 10-10 m 1 µm = 10-6 m

OPTOELECTRONICA 

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La longitud de onda es importante porque determina el material que se tiene que utilizar en el dispositivo optoelectrónico. Las respuestas espectrales relativas del germanio, silicio y selenio se dan en la figura. Se incluye el espectro de luz visible junto con una indicación de la longitud de onda asociada con los diversos colores. El número de electrones libres generados en cada material es proporcional a la intensidad de la luz incidente. La intensidad luminosa mide la cantidad de flujo luminoso que incide en un área de superficie particular. Por lo común, el flujo luminoso se mide en lúmenes (lm) o watts. Las dos unidades están relacionadas por 1 lm = 1.496 * 10-10 W

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La intensidad luminosa se suele medir en lm/pie2, candelas-pie (fc) o W/m2, donde 1 lm/pie2 = 1 fc = 1.609 * 10-9 W/m2

Respuestas espectrales relativas para silicio, germanio y selenio, comparadas con las del ojo humano

Fotodiodo 

Dispositivo de unión p-n semiconductor cuya región de operación se limita a la región de polarización en inversa.

Fotodiodo: configuración de polarización y construcción básicas

Fotodiodo 

La corriente de saturación en inversa está limitada a algunos microamperes. Esto se debe sólo a los portadores minoritarios térmicamente generados en los materiales tipo n y p. La aplicación de luz a la unión hace que se transfiera energía de las ondas luminosas viajeras incidentes (en forma de fotones) a la estructura atómica, y el resultado es una cantidad incrementada de portadores minoritarios y un nivel incrementado de corriente en inversa.

Características de fotodiodo

Fotodiodo 

La corriente La corriente oscura es la que se dará sin iluminación aplicada. Observe que la corriente sólo regresará a cero con una polarización aplicada positiva igual a VT. Además, se uso de una lente para concentrar la luz en la región de la unión.

Fotodiodo 

La gráfica de los dos para demostrar esta relación lineal para un voltaje fijo Vl de 20 V. Con una base relativa, podemos suponer que la corriente en inversa es en esencia cero sin luz incidente. Como los tiempos de levantamiento y caída (parámetros de cambio de estado) son muy pequeños para este dispositivo (en el intervalo de nanosegundos), puede utilizarse el dispositivo en aplicaciones de conteo o conmutación de alta velocidad.

Vg. 1:

Muchas gracias.