7/17/2019 Fotodiodo

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Símbolo del fotodiodo.Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN,sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que sufuncionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que seproducirá una cierta circulación de corriente cuando sea excitado por laluz. Debido a su construcción, los fotodiodos se comportan como célulasfotovoltaicas, es decir, en ausencia de luz exterior eneran una tensiónmu! peque"a con el positivo en el ánodo ! el neativo en el cátodo. #stacorriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente deoscuridad.

Tabla decontenidos

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• 1 Principio de operación 

•

2 omposición • ! "nvestigación 

• # $%ase tambi%n 

• & 'abricantes 

• ( )nlaces e*ternos 

[editar] Principio de operación

Un foto diodo es una unión P$N o estructura P$%$N. &uando una luz desu'ciente ener(a llea al diodo,exita un electrón dándole movimento !

crea un )ueco con cara positiva. *i la absorción ocurre en la zona deaotamiento de la unión, o a una distancia de difución de él, estosportadores son retirados de la unión por el campo de la zona deaotamiento, produciendo una fotocorriente.Fotodiodos de avalancha +ienen una estructura similar, pero trabajancon voltajes inversos ma!ores. #sto permite a los portadores de carafotoenerados el ser multiplicados en la zona de avalanc)a del diodo,

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resultando en una anancia interna, que incrementa la resposividad deldispositivo.

[editar] Composición

'otodiodo.#l material empleado en la composición de un fotodiodo es un factorcr(tico para de'nir sus propiedades. *uelen estar compuestos de silicio,sensible a la luz visible lonitud de onda de )asta -m/0 ermanio paraluz infrarroja lonitud de onda )asta aprox. -,1 m /0 o de cualquier otromaterial semiconductor.

Material Longitud de onda (nm)

Silicio 1+-11

ermanio /-10

"ndio galio ars%nico 

"nas3

/-2(

sulfuro de plomo 415!&

 +ambién es posible la fabricación de fotodiodos para su uso en el campode los infrarrojos medios lonitud de onda entre 2 ! 34 m/, pero estosrequieren refrieración por nitróeno l(quido.

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5ntiuamente se fabricaban expos(metros con un fotodiodo de selenio de una super'cie amplia.

[editar] Investigación

6a investiación a nivel mundial en este campo se centra en torno a3442/ especialmente en el desarrollo de células solares económicas,miniaturización ! mejora de los sensores &&D ! &78*, as( como defotodiodos más rápidos ! sensibles para su uso en telecomunicacionescon 'bra óptica.Desde 3442 existen también semiconductores oránicos. 6a empresaNANOIDENT Technologies fue la primera en el mundo en desarrollar unfotodetector oránico, basado en fotodiodos oránicos.

IT!"D#CCI"

9o! en d(a los procesos productivos nos )an exiido un ma!or desarrollo en esta área, esta se a conseuidoracias al desarrollo de la automatización la cual a sido acompa"ada con la aparición de elementos talescomo sensores, detectores ! elementos controladores como los P$C%

#stos en cierta forma estos )an venido reemplazando la intervención del )ombre en el proceso !a querealizan tareas que nos resultan tediosas, pelirosas o simplemente irrealizables con nuestras capacidadessentidos/.

&s por eso '(e en el presente informe est(diaremos (n tipo de detector este es, el fotoel)ctrico

D&T&CT"! F"T"&$&CT!IC" D& *+$ID+ T!+*I*T"!I+D+

#ste es un elemento que nos permite se"alar o advertir el paso de un objeto atravez de un

)az luminoso. #ste detecta cuando el )az es interrumpido por el objeto existen tres sistemas de detecciónfotoeléctrica estos son:

• re;ex

• de proximidad

• de barrera

*I*T&-+ D& .+!!&!+

#n esta oportunidad este será el objetivo de nuestro ensa!o, en este caso el emisor ! el receptor seencuentran separados por lo que el emisor entrea un )az luminoso emitido por un diodo electroluminicente6#D/ el cual tiene la propiedad de emitir ra!os infrarrojos invisibles los cuales son concentrados por unalente ! pro!ectados a un receptor el cual esta constituido por un foto transistor seuido de un ampli'cador !un dispositivo conmutador que nos entrea se"ales on$o</.

#l emisor ! el receptor deben ser posicionados exactamente uno enfrente del otro exiiendo una robusta eindeformable 'jación

D+T"* T&CIC"*

Detector fotoeléctrico de salida transistorizada.

7arca : 5utonic 7odelo : =7>7$+D+

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? 5limentación -3@3A Bdc riplle! -4C.

? Belocidad de respuesta >mse.

? *alida por transistor conexión NPN, -44m5 máximo.

? &onsumo 34 m5.

? 5lcance > 7ts.

? Nivel de iluminación del ambiente:

$ 6uz solar --444lux max/.

$6uz incandescente >444 lux max/.

? +emperatura de operación $-4E a F4E.

? +emperatura de almacenamiento $32E a G4E.

? *ensibilidad 'ja no ajustable.

? Diámetro m(nimo del objeto a detectar 1mm.

C+-P" D& +P$IC+CI/

#ste tipo de detector es usado principalmente en las siuientes ocasiones:

• 6a detección de materiales opacos ! brillantes.

• #ntornos contaminados por polvo ! lluvia.

• #n distancias laras.

• #n la detección de objetos peque"os.

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• #n puertas ! ascensores.

"T+ 0 No puede usarse en la detección de objetos transparentes.

P!"C&DI-I&T" D&$ &*+1"%

#n el presente ensa!o se instalara el dispositivo de acuerdo a lo que indica la 'ura H-I. *e alimentara elemisor ! el receptor con 3Av, el receptor quien conforma el circuito de salida esta compuesto por tresterminales rojo, nero ! blanco los cuales )emos identi'cado como positivo, neativo ! salida o output/,respectivamente.

#n el terminal rojo se instalara un mili amper(metro para veri'car la corriente de consumo otorada por elfabricante. Desde el positivo de la fuente se sacara un terminal con el 'n de polarizar en conjunto con lasalida output del detector, el ssr que comandara la campanilla en dic)o terminal ira un mili amper(metro paraviilar la corriente de salida del transistor la que será limitada por la resistencia interna que posee el relé deestado sólido de 244 o)m.

-+T&!I+$&*

3$ 7ili amper(metros.

  Juente ajustable de BD& 3Av.

  **K opto 33.

   +ransformador 334@-3v.

   +imbre.

FI2 3.

".4&TI5"* D&$ &*+1"%

*e reali6ara el circ(ito de la 7g(ra 839, para observar el comportamiento del dispositivo ante las

pr(ebas '(e se le reali6aran : determinar con certe6a s( operación, adem;s de comprobarvalores otorgados por el fabricante%

P!#&.+* 0

• *e interceptar; el ha6 l(minoso con ob<etos transparentes, re=ectores : opacos%

• *e medir; la corriente de cons(mo%

• *e medir; corriente en salida del transistor%

• *e veri7cara la amplit(d del ha6 en la e>tensión del mismo%

P!#&.+* I +$I-&T+CI" I T!+*I*T"! !&*P#&*T+ "?"FF

 +ransparentes > ma 4 ma o< 

8pacos 1 ma 32 ma on

Ke;ectantes 1 ma 32 ma on

ota

&on objetos de 1 mm de diámetro solo eran percibidos frente a los respectivos lentes ! no en medio del)az donde comprobamos que tenia una amplitud aprox de > cm en forma vertical.

@IP"T&*I*%

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#n consideración a los datos recoidos del fabricante como las propias observaciones realizadas al propiodispositivo )emos deducido que se trata de un detector foto eléctrico !a que posee dos lentes entre loscuales ;u!e un )az luminoso proveniente del emisor que es emitido por un led infrarrojo ! dic)o )az llea aun elemento receptor el cual esta conformado por un foto transistor el que se encuentra unido a un elementoconmutador quien es el encarado de entrear las se"ales on$o<.

5demás debido a esta caracter(stica de entrear se"ales on$o< a'rmamos que se trata de un detector ! noun sensor !a que entrea una se"al de salida discreta, otra observación que realizamos fue que en este caso

se trata de un elemento en que el emisor se encuentra separado f(sicamente del receptor por lo que creemosque se trata de un 8detector foto eléctrico con sistema de barrera de tres )ilos9, todas estas a'rmacionesserán aclaradas

Debidamente en el ensa!o que se le realizara al elemento.

C"C$#*I"

#n vista ! considerando los resultados obtenidos en el ensa!o realizado concluimos que el elementoanalizado era un detector Hfoto eléctrico de barreraI, con tres )ilos !a que su )az era pro!ectado desde unemisor asta un receptor que se encontraba en un modulo aparte. #l detector reaccionaba cada vez que el)az luminoso era interrumpido por alLn objeto re;ectante o opacos !a que comprobamos que ante unobjeto transparente este no era capaz de detectar su presencia. 5demás pudimos comprobar que el diámetrom(nimo de los objetos a detectar dado por el fabricante solo es valido frente a los respectivos lentes !a queen el centro se produce una deformidad del )az que le )ace tener una ma!or amplitud, otra cosa queloramos veri'car es la que el )az debe de ser interrumpido por completo para que el detector cambie suestado de salida on$o</.

#n el siuiente esquema se puede apreciar la deformación del )az luminoso:

M