fotodiódas

Las fotodiódas son dispositivos semiconductores que convierten la luz en una señal eléctrica. Funcionan principalmente en modo inverso y proporcionan una respuesta rápida y lineal en un rango de longitudes de onda, dependiendo del material empleado. Su principal uso es detectar y medir la iluminación óptica en diferentes aplicaciones, desde comunicaciones hasta imagenología y instrumentación científica.

El principio de funcionamiento se basa en la generación de pares electrón-hueco cuando la luz incide sobre la región sensible de la fotodióda. Bajo polarización inversa, la mayoría de estos portadores se separan por el campo eléctrico y contribuyen a una corriente de photocorriente. En general, la corriente es proporcional a la intensidad de la luz, ajustada por la eficiencia cuántica y la respuesta espectral de la unión.

Tipos: entre los más comunes se encuentran los fotodiodos de unión PN, los fotodiodos PIN y los fotodiodos de avalancha (APD). Los PIN ofrecen mayor región intrinsic para incrementar la sensibilidad; los APD amplifican la señal mediante avalanchas, a costa de un mayor ruido y complejidad de control. También existen variantes como fotodiodos Schottky y dispositivos optimizados para longitudes de onda específicas.

Materiales y rendimiento: el silicio es típico para longitudes de onda visibles y cercanas; germanio y silicio para infrarrojo cercano; InGaAs e InP permiten rangos IR y telecomunicaciones. Parámetros clave incluyen la responsividad (A/W), la velocidad de respuesta, la capacitancia y la corriente de oscuridad. El ruido, especialmente el ruido de shot y el de oscuridad, condiciona la detección de señales débiles.

Aplicaciones: reconocimiento óptico, telecomunicaciones por fibra, sensores de imagen, espectroscopía, medición de radiación y detectores de fotones en laboratorios e industriales.