Diseño de optoaisladores

Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez
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Diseño de optoaisladores.
García P. Luis E; López S. Jesús A; Ovando C. Pedro; Ramos L. Hugo C; Reyes C. Laurent I.
Ingeniería en Electrónica, Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez, Tuxtla Gutiérrez, Chiapas. laurent.ivan.r.c@hotmail.es†autor para la correspondencia

Abril de 2011. Los optoaisladores, llamados también optoacopladores o aislador acoplado ópticamente, son dispositivos que transmiten una señal de un circuito eléctrico a otro, sin que exista una conexión eléctrica entre ambos. Están formados por la unión de al menos un emisor (LED) y un fotodetector (fototransistor u otro) acoplados por un medio conductor de luz,pueden ser encapsulados o discretos. Funcionan como un interruptor excitado mediante la luz emitida que satura un componente optoelectrónico. De este modo se combinan en un solo dispositivo semiconductor, un fotoemisor y un fotorreceptor cuya conexión entre ambos es óptica. Se suelen utilizar para aislar eléctricamente a dispositivos muy sensibles. El campo de la optoelectrónica se ha convertido enun área de creciente interés en la electrónica; dispositivos tales como LED ́s optoacopladores se están construyendo ahora con una mayor capacidad de manejo de corriente. La optoelectrónica ha probado ser de alta efectividad en el campo de las comunicaciones, donde las fibras ópticas pueden manejar frecuencias mayores a las velocidades de conmutación de la electrónica de hoy en día. Los sistemasoptoelectrónicos (ópticos-electrónicos) están cada vez más de moda. Hoy en día parece imposible mirar cualquier aparato eléctrico y no ver un panel lleno de luces o de dígitos más o menos espectaculares; por ejemplo, la mayoría de los reproductores disponen de un piloto rojo (LED) que nos avisa que las pilas se han agotado y deben cambiarse o cargarse.

1 Introducción
Optoelectrónica es unatécnica utilizada en la obtención de circuitos electrónicos, en la que los electrones son sustituidos por fotones consiguiéndose así optimizar el proceso. Dentro del área de trabajo de la optoelectrónica se trabaja en la construcción de sensores apropiados a las distintas aplicaciones, así como en el desarrollo de la instrumentación apropiada para la emisión, transmisión y captación de señalesluminosas. Un optoacoplador es un dispositivo que se compone de diodo LED y un fototransistor, de manera de que cuando el diodo LED emite luz, ilumine el fototransistor y conduzca. Estos dos elementos están acoplados de la forma más eficiente posible. La corriente de salida IC del

optocoplador (corriente de colector del fototransistor) es proporcional a la corriente de entrada IF (corriente en el diodoLED). El Opto aislador es un circuito con una entrada y una salida, pero aisladas eléctricamente entre sí, la información que pasa de una a otra es mediante una señal de luz. Al estar aisladas eléctricamente una parte de la otra, permite conectar elementos que se encuentran a distintos potenciales (Por ejemplo: una lógica de control de 5VCC y un triac 220VCA) sin riesgos En general es una capsulade plástico o cerámica con un LED emisor de luz infrarroja enfrentado a unos milímetros de un detector de esa luz que podría ser un fotodiodo, fototransistor, fotorresistencia, Etc.

ITTG vol. I, 2011

2 Marco teórico
Fotodiodo
Un fotodiodo consiste en esencia de una unión de material "P" y material "N" polarizada inversamente, en la cual la corriente inversa está en función de la luz queincide en el fotodiodo y se considera que a mayor intensidad de luz existe una corriente de fuga mayor. Cuando la luz de longitud de onda apropiada es dirigida hacia la unión, se crean pares hueco-electrón que se desplazan a través de la unión debido al campo generado en la región deprimida. El resultado es un flujo de corriente, denominado fotocorriente, en el circuito externo, que es...