Detector De Luz

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TIJUANA

ANALOGICA III

PROYECTO: DETECTOR DE LUZ

PROFESOR: ING. RAMIRO CASTELLANOS

ALUMNO: MONTALVAN PICAZO JOEL

30 E MAYO DE 2011

I. Objetivos:

- Realizar un proyecto utilizando amplificadores operacionales.
- Diseñar un detector de luz con la ayuda de un fotodiodo.

II. Marco teórico:
2.1 Fotodiodo
Los fotodiodos son semiconductoressensores de luz que generan una corriente o voltaje cuando la unión PN en el semiconductor es iluminada por la luz. El fotodiodo puede ser definido de manera amplia para incluir a las baterías incluso con energía solar, pero generalmente se refiere a los sensores utilizados para detectar la intensidad de la luz.
Los fotodiodos se pueden clasificar por función y la construcción, dichos tipos semencionan en los siguientes puntos.
* Fotodiodo tipo PN
* Fotodiodo tipo PIN
* Fotodiodo tipo Schottky
* Fotodiodo tipo avalancha
El material empleado en la composición de un fotodiodo es un factor crítico para definir sus propiedades. Suelen estar compuestos de silicio, sensible a la luz visible (longitud de onda de hasta 1µm); germanio para luz infrarroja (longitud de onda hastaaprox. 1,8 µm); o de cualquier otro material semiconductor.

Material | Longitud de onda (nm) |
Silicio | 190–1100 |
Germani | 800–1700 |
Indio galio arsénico (InGaAs) | 800–2600 |
sulfuro de plomo | <1000-3500 |
Tabla 1 Longitud de onda de acuerdo a cada material
También es posible la fabricación de fotodiodos para su uso en el campo de los infrarrojos medios (longitud de onda entre5 y 20 µm), pero estos requieren refrigeración por nitrógeno líquido.

2.2 Amplificador Operacional
Un amplificador operacional (comúnmente abreviado A.O. u op-amp), es un circuito electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia).
El primer amplificadoroperacional monolítico, que data de los años 1960, fue el Fairchild μA702 (1964), diseñado por Bob Widlar. Le siguió el Fairchild μA709 (1965), también de Widlar, y que constituyó un gran éxito comercial. Más tarde sería sustituido por el popular Fairchild μA741(1968), de David Fullagar, y fabricado por numerosas empresas, basado en tecnología bipolar.
Originalmente los A.O. se empleaban paraoperaciones matemáticas (suma, resta, multiplicación, división, integración, derivación, etc.) en calculadoras analógicas. De ahí su nombre. El A.O. ideal tiene una ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un ancho de banda también infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo de respuesta nulo y ningún ruido. Como la impedancia de entrada es infinita también se dice que lascorrientes de entrada son cero.
2.2.1 Comportamiento en corriente continua (DC)
2.2.1.1 Lazo abierto
Si no existe realimentación la salida del A. O. será la resta de sus dos entradas multiplicada por un factor. Este factor suele ser del orden de 100.000 (que se considerará infinito en cálculos con el componente ideal). Por lo tanto si la diferencia entre las dos tensiones es de 1V la salida debería ser100.000V. Debido a la limitación que supone no poder entregar más tensión de la que hay en la alimentación, el A. O. estará saturado si se da este caso. Esto será aprovechado para su uso en comparadores, como se verá más adelante. Si la tensión más alta es la aplicada a la patilla + la salida será la que corresponde a la alimentación VS+, mientras que si la tensión más alta es la del pin - lasalida será la alimentación VS-.
2.2.1.2Lazo cerrado o realimentado
Se conoce como lazo cerrado a la realimentación en un circuito. Aquí se supondrá realimentación negativa. Para conocer el funcionamiento de esta configuración se parte de las tensiones en las dos entradas exactamente iguales, se supone que la tensión en la pata + sube y, por tanto, la tensión en la salida también se eleva. Como...