electronica




















OPTOELECTRÓNICA


OPTOELECTRÓNICA

Tratamiento de la radiación electromagnética en el rango de las frecuencias ópticas y su conversión en señales eléctricas y viceversa.

El rango del espectro electromagnético donde se desarrollan los fenómenos optoelectrónicos es:







UNIDADES RADIOMETRICAS Y FOTOMETRICASB)


OPTOELECTRONICA



• Conversión electro óptica


Señal Eléctrica






Electro Opto



Señal Óptica




•Conversión óptica eléctrica










Señal Óptica
Opto





Electro



Señal Eléctrica

CONVERSIÓN ELETRO -ÓPTICA


Cuando un semiconductor se encuentra excitado. O sea que dispone de electrones en la banda de conducción,puede emitir fotones como resultado de la recombinación
de los electrones de la banda de conducción que saltan hacia la banda de valencia Conversión eléctri óptica.
EMISORES


•Fenómeno de recombinación de electrones de la banda de conducción con huecos de la banda de Valencia
• Si el semiconductor es del tipo Directo se genera un Fotón desapareciendo el electrón y el hueco
•Por ejemplo elARSENIURO DE GALIO NaGa
•El Silicio Si es del tipo indirecto, la recombinación de electrones de la banda de conducción con huecos de la banda de Valencia genera Fonones (Calor)





E=0
SEMICONDUCTOR





E=-Ec




E=-Ev
Banda de Conducción





Foton


Electrones






Huecos

Banda de Valencia
CONVERSIÓN ÓPTO ELETRICA

Cuando un fotón de energía “W”incide en un semiconductor que tiene una energía de banda prohibida igual a al energía del fotón, este excita los electrones de la banda de valencia haciéndolos saltar a la banda de conducción (fenómeno de absorción) Conversión óptica en eléctrica.


RECEPTORES
FENOMENO DE ABSORCION DE FOTONES

•Como resultado de la absorción de un fotón se genera un par electrón Hueco
•Son los conversoresÓpticos –eléctricos, por ejemplo
•LDR Light Depend Resistor
•Fotodiodo
•Fototransistor





E=0
SEMICONDUCTOR





E=-Ec
Fotón Incidente


E=-Ev
Banda de Conducción










Banda de Valencia


Electrones






Huecos

Tanto para la absorción como para a emisión, la energía del
fotón asociado es:




Donde h es la constante de Planck, h=6.62E-34[J.s] y f es la
frecuencia expresada en Hertz de la onda asociada.

Como el Fotón se mueve a la velocidad de la luz
(3E8[m/seg])




Donde λ es la longitud de onda [m] y f es la frecuencia.
Luego:



Expresando W[eV] en eV electrón-volt = 1,6E(-19) Joule
Se tiene que :
Considerando a la Optoelectrónica
como un problema de telecomunicaciones
podemos clasificar a los componentes enGENERADORES o EMISORES Y RECEPTORES.




Emisores: Receptores:

Lámparas de
descarga

LED

LED Láser

Display
LDR

Fotodiodos

Fototransistores

CCD
GENERADORES Y RECEPTORES






GENERADORES DIODOS EMISORES DE LUZ (LED) DIODOS LASER
TUBOS DE DESCARGA GASEOSA
RECEPTORES De efecto fotoeléctrico interno
De juntura
Fotodiodo FototransistorFototiristor



Celda Solar


Resistivos
Resistores dependientes de la luz (LDR)

De efecto fotoeléctrico externo
Fotocélulas
Fotomultiplicadores


GENERADORES OPTOELECTRÓNICOS


DIODOS EMISORES DE LUZ (LED):

La generación fotónica es el resultado de una recombinación electrón hueco “espontánea” en un semiconductor “directo”.

“Espontánea” completamente aleatoria, no ordenada oinducida por algún agente externo. Los fotones emitidos originan un haz de luz completamente incoherente.

TIPOS DE RECOMBINACIÓN DE ELECTRONES:




1. Recombinación entre electrones libres de la banda de conducción y huecos libres de la banda de valencia.

2. Recombinación de electrones libres de la banda de conducción y los iones de los niveles aceptores.

3. Recombinación entre...