¿Cómo detecta el fotodiodo la luz?
Los LED también se pueden utilizar como fotodiodos porque pueden emitir y detectar luz desde su unión. Todas las uniones PN son fotosensibles y se pueden usar en un modo de voltaje fotoconductor y no distorsionado con la unión PN del fotodiodo siempre con polarización inversa para que solo los diodos puedan tener fugas o fluir corriente oscura.
El principio de funcionamiento de un fotodiodo es que cuando un fotón golpea el diodo con gran energía, se forma un agujero de electrón. Este mecanismo también se conoce como efecto fotoeléctrico interno. Cuando se produce la absorción en la capa de barrera, los soportes son eliminados de la capa de barrera mediante el campo eléctrico incorporado de la capa de barrera.
Por lo tanto, los huecos de la región se mueven hacia el ánodo y los electrones hacia el cátodo, y se genera una fotocorriente. La corriente total a través del diodo es la suma de la falla de luz y la fotocorriente. Por lo tanto, se debe reducir la corriente faltante para maximizar la sensibilidad del dispositivo.
¿Cómo responde el fotodiodo a la luz solar?
Los fotodiodos son dispositivos semiconductores que están diseñados para detectar la luz y convertirla en corriente eléctrica. Cuando se exponen a la luz solar, que consta de un amplio espectro de longitudes de onda, los fotodiodos responden de la siguiente manera:
1. Absorción de fotones: Los fotodiodos están construidos con un material semiconductor sensible a la luz, como el silicio. Cuando los fotones de la luz solar interactúan con el material semiconductor, pueden ser absorbidos por el material. La energía de los fotones absorbidos se transfiere a los electrones del material, promoviéndolos a un estado de energía superior.
2. Generación de pares electrón-hueco: los fotones absorbidos crean pares electrón-hueco dentro del material semiconductor. La energía de los fotones hace que los electrones se liberen de sus enlaces atómicos, dejando agujeros cargados positivamente. Este proceso se conoce como fotoexcitación o fotogeneración.
3. Separación de portadores de carga: Los pares electrón-hueco recién creados se separan debido al campo eléctrico interno dentro del fotodiodo. Los electrones cargados negativamente se mueven hacia la región tipo n del fotodiodo, mientras que los huecos cargados positivamente se mueven hacia la región tipo p.
4. Flujo de corriente: los portadores de carga separados dan como resultado un flujo de corriente dentro del fotodiodo. La magnitud de esta fotocorriente es proporcional a la intensidad de la luz solar incidente. La fotocorriente se puede medir y utilizar para determinar la intensidad de la luz o como base para un procesamiento posterior de la señal.
Es importante señalar que los fotodiodos tienen un rango espectral de sensibilidad limitado. Los diferentes tipos de fotodiodos están optimizados para rangos de longitud de onda específicos y su capacidad de respuesta varía a lo largo del espectro. Por ejemplo, los fotodiodos de silicio son sensibles a la luz visible y al infrarrojo cercano, mientras que otros materiales, como el arseniuro de galio o el arseniuro de indio y galio, se utilizan para ampliar la sensibilidad al rango infrarrojo.
Al utilizar la respuesta de los fotodiodos a la luz solar, se emplean comúnmente en diversas aplicaciones, incluido el monitoreo de la energía solar, la detección de luz, los sistemas de comunicación óptica y el monitoreo ambiental.
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