Un fotodiodo es un dispositivo semiconductor que convierte la luz en corriente eléctrica. Funciona en modo de polarización inversa, donde cuando los fotones de luz inciden en el diodo, generan pares de huecos de electrones en la región de agotamiento del semiconductor. Esto crea un flujo de corriente proporcional a la intensidad de la luz incidente.
Los fotodiodos se utilizan ampliamente en aplicaciones como comunicación óptica, detección de luz, fotometría e imágenes, donde su sensibilidad a la luz permite una detección y medición precisas.
Un fotodiodo está diseñado específicamente para detectar y responder a fotones de luz. Se diferencia de un diodo normal en que está optimizado para la absorción de luz en lugar de la rectificación de corriente. Cuando fotones de suficiente energía chocan contra el material semiconductor del fotodiodo, crean pares electrón-hueco que contribuyen al flujo de corriente eléctrica.
Este proceso permite que los fotodiodos conviertan señales ópticas en señales eléctricas, lo que los convierte en componentes esenciales en los sistemas de comunicación óptica y detección de luz.
El principio de funcionamiento de un fotodiodo se basa en el efecto fotoeléctrico, en el que los fotones incidentes con suficiente energía excitan electrones de la banda de valencia a la banda de conducción del material semiconductor.
Esto genera pares electrón-hueco dentro de la región de agotamiento del fotodiodo, lo que da como resultado un flujo de corriente cuando el diodo tiene polarización inversa.
La cantidad de corriente producida es directamente proporcional a la intensidad de la luz incidente, lo que permite a los fotodiodos detectar y cuantificar con precisión los niveles de luz en diversas aplicaciones.
La principal diferencia entre un diodo normal y un fotodiodo radica en sus funciones previstas y principios operativos.
Un diodo normal, como un diodo de silicio o germanio, se utiliza principalmente para rectificar corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) y bloquear el flujo de corriente en la dirección inversa cuando está polarizado directamente. Por el contrario, un fotodiodo está diseñado específicamente para responder a los fotones de luz convirtiendo la energía óptica en corriente eléctrica.
Los fotodiodos están construidos con materiales y perfiles de dopaje optimizados para la sensibilidad a la luz, mientras que los diodos normales están optimizados para aplicaciones de conmutación y rectificación electrónica.
Un diodo emisor de luz (LED) y un fotodiodo son dispositivos semiconductores con funciones y principios de funcionamiento distintos. Un LED emite luz cuando está polarizado directamente, convirtiendo la energía eléctrica en fotones. Por el contrario, un fotodiodo detecta luz y convierte fotones en corriente eléctrica cuando tiene polarización inversa.
Si bien ambos dispositivos están hechos de materiales semiconductores similares, sus construcciones y perfiles de dopaje se optimizan de manera diferente: los LED están diseñados para optimizar la eficiencia de emisión de luz, mientras que los fotodiodos están optimizados para la sensibilidad de detección de luz.
Estas diferencias hacen que los LED sean adecuados para pantallas, indicadores y aplicaciones de iluminación, mientras que los fotodiodos son esenciales para aplicaciones de detección de luz, comunicación óptica e imágenes donde la detección precisa de la luz es fundamental.