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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 FOTOMETRICAS

Electromagnetic_spectrum-es.svg (Imagen SVG, nominalmente 1.176 × 360 pixels,tamaño de archivo: 231 KB)

OPTOELECTRONICA
• Conversión electro óptica
Señal Eléctrica
Señal Óptica
Electro

Opto

•Conversión óptica eléctrica
Opto
Señal Óptica

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 recombinaciónde los electrones de la banda de
conducción que saltan hacia la banda
de valencia Conversión eléctrica en
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 el ARSENIURO DE GALIO NaGa
•El Silicio Si es deltipo indirecto, la recombinación de electrones de la banda de
conducción con huecos de la banda de Valencia genera Fonones (Calor)
SEMICONDUCTOR
E=0
Banda de Conducción
Electrones

E=-Ec
Foton
E=-Ev

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 conversores Ópticos –eléctricos, por ejemplo
•LDR Light Depend Resistor
•Fotodiodo
•FototransistorSEMICONDUCTOR
E=0
Banda de Conducción
Electrones

E=-Ec
Fotón Incidente
E=-Ev

Huecos
Banda de Valencia

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 en
GENERADORES o EMISORES Y RECEPTORES.

Emisores:

Receptores:

Lámparas de
descarga
LED
LED Láser
Display

LDR
Fotodiodos
Fototransistores
CCD

GENERADORES YRECEPTORES
GENERADORES

DIODOS EMISORES DE LUZ (LED)
DIODOS LASER
TUBOS DE DESCARGA GASEOSA

RECEPTORES

De efecto fotoeléctrico
interno

Fotodiodo
Fototransistor
Fototiristor
Celda Solar

Resistivos

De efecto fotoeléctrico
externo

De juntura

Resistores
dependientes de la luz
(LDR)

Fotocélulas
Fotomultiplicadores

GENERADORES OPTOELECTRÓNICOS
DIODOS EMISORESDE LUZ (LED):
La generación fotónica es el resultado de
una recombinación electrón hueco
“espontánea” en un semiconductor
“directo”.
“Espontánea” completamente aleatoria,
no ordenada o inducida 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 deconducción 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 electrones de los niveles
donores y iones de los niveles aceptores.
4. Recombinación entre electrones de los niveles
donores y huecos de la banda de valencia.

Para que el proceso de recombinación electrón hueco...