Introducción al Fotodiodo
El fotodiodo es un dispositivo semiconductor de la categoría PN altamente sensible a la iluminación, tanto en espectros visibles como en los infrarrojos. Podría describirse como una fusión entre una fotoresistencia (LDR) y un diodo estándar, manteniendo la característica esencial de polarización del segundo. Este componente se distingue por una respuesta más lineal en comparación con un LDR, lo que representa una ventaja significativa en diversas aplicaciones electrónicas.
Funcionamiento del Fotodiodo
Para su óptimo desempeño, el fotodiodo se vale de una polarización inversa, la cual es crucial para el correcto desplazamiento de electrones, o lo que es equivalente, para la corriente en sentido contrario al habitual. Incorporan un sistema de lentes para enfocar la luz entrante, potenciando la incidencia lumínica hasta el punto de excitar los electrones y generar movimiento. Este fenómeno provoca la aparición de huecos de carga positiva, y es clave anotar que a mayor intensidad luminosa recibida, mayor será la corriente interna generada.
Propiedades y Materiales de un Fotodiodo
Entre las propiedades más notables de un fotodiodo, se destaca su construcción a partir de materiales semiconductores que otorgan sensibilidades específicas, tales como:
- Silicio: Responsable de la sensibilidad a la luz visible.
- Sulfuro de plomo
- Germanio: Proporciona sensibilidad hacia la luz infrarroja.
- Indio
- Galio o arsenico
Clasificación de los Fotodiodos
Los fotodiodos se pueden clasificar en dos tipos principales:
- Fotodiodo de avalancha: Similar en estructura al fotodiodo estándar pero capaz de operar con voltajes inversos más elevados. Se prefiere en contextos de baja potencia lumínica debido a su respuesta superior, aunque no es ideal para proyectos con señales frecuentes.
- Fotodiodo PIN: Incorpora un material semiconductor intrínseco que permite la modificación de la capa activa para ajustar el rango de frecuencias y optimizar la eficiencia cuántica.
Diferenciación entre LDR, Fototransistor y Fotodiodo
En la comparativa entre LDR, fototransistor y fotodiodo, los aspectos de velocidad de respuesta y linealidad son críticos. El fotodiodo se destaca por su rápida reacción ante variaciones lumínicas, idóneo para circuitos con exigencias de respuestas breves. Por otro lado, las LDR presentan una latencia mayor y una linealidad reducida. El fototransistor, equiparable en rapidez al fotodiodo, se complica en la medición exacta de intensidad, siendo por ello más empleado en sistemas de detección automática como los usados en accesos de garajes o entradas de supermercados.
| Componente | Material | Sensibilidad | Aplicación Preferente |
|---|---|---|---|
| Fotodiodo | Silicio/Germanio | Luz visible/Infrarroja | Circuitos con respuesta rápida |
| Fotodiodo de Avalancha | Varía | Luz baja | Aplicaciones sin señales frecuentes |
| Fotodiodo PIN | Semiconductor Intrínseco | Amplio rango de frecuencias | Optimización de eficiencia cuántica |
| LDR | Varía | Menos sensible | Circuitos sin necesidades de tiempo de respuesta |
| Fototransistor | Varía | Respuesta rápida | Sistemas de detección automática |