El Fotodiodo

Es un dispositivo semiconductor que está construido con una unión PN es sensible a la luz visible o infrarroja. 

La corriente que fluye a través del fotodiodo se denomina corriente de fuga y lo recorre de cátodo a ánodo.

Para que funcione adecuadamente, el fotodiodo es polarizado a la inversa permitiendo de esta manera el flujo de electrones o el flujo de la corriente en sentido inverso. Este dispositivo posee un lente que permite concentrar la luz que incide en él, es por este motivo, cuando la luz que incide es de suficiente energía puede excitar un electrón generando movimiento y permitiendo la creación de huecos con carga positiva. Por lo tanto, entre mayor sea la intensidad de luz que incida en el fotodiodo mayor será la corriente que fluye.

Características

• Alta velocidad y sensibilidad
• Se emplean en los sistemas de transmisión óptica
• Corriente generada muy baja
• Requieren etapa de amplificación para que la corriente pueda ser manipulada 

Los fotodiodos pueden ser compuestos de diferentes materiales, el cual de ello dependerán sus características de funcionamiento.

Tipos de Fotodiodo

Fotodiodo PN

Los diodos PN consiste en la unión de dos materiales semiconductores extínsecos  del tipo P y del tipo N sensibles a la incidencia de luz construidos en la misma base, estos pueden ser de silicio o germanio.

La corriente se genera al incidir fotones en la interfase PN. A continuación, se muestra gráficamente el funcionamiento de un fotodiodo PN.

Fotodiodo PIN

Los diodos PIN como su nombre lo indica, intercala un material intrínseco entre las capas P-N el cual de esta forma se incrementa la región de deplexión. Las zona de deplexión al ser incrementada, el número de fotones absorbidos en esta zona aumenta lo que da como resultado un incremento en la responsividad, adicionalmente afecta en la respuesta ya que los electrones tardan más en cruzar la zona de deplexión.

Fotodiodo ADP

El fotodiodo APD o del tipo avalancha tiene una estructura relativamente similar a la del fotodiodo PN más comúnmente utilizada o del fotodiodo PIN. Pero el fotodiodo de avalancha al operar bajo un alto nivel de polarización inversa, se coloca un anillo protector alrededor del perímetro de la unión del diodo, esto evita que los mecanismos causen una ruptura de la superficie del diodo.

Las diferencias más resaltantes en comparación a un fotodiodo PIN son:

• Tiene una sensibilidad superior, como resultado permite detectar niveles de potencia menores.
• Tiene un mayor margen dinámico de entrada óptica, logrando más fidelidad.
• Es más complejo y caro.
• Introduce más ruido.
• Consume más potencia.
• La ganancia depende de la temperatura, por lo tanto necesita un control de temperatura.

Aplicaciones de los Fotodiodos

Sensores

• Proximidad
• Detección remota

Recepción o lectura de datos

• Fibra óptica
• Control remoto
• Lectores código de barras
• Lectores CD y DVD

Medición de luz

• Fotometría
• Espectrometría