Sensores Opticos

Prof: Bolaños D
Electrónica
(Recopilación)

Fotodiodo.- Diodo detector de luz
El fotodiodo se parece mucho a un diodo
semiconductor común, pero tiene una
característica que lo hace muy
especial: es un dispositivo que conduce
una cantidad de corriente eléctrica
proporcional a la cantidad de luz que
lo incide (lo ilumina).

Luz incidente

Sentido de la corriente generada

Estacorriente eléctrica fluye en
sentido opuesto a la flecha del diodo
y se llama corriente de fuga.

Curvas características de un fotodiodo

El fotodiodo se puede utilizar como
dispositivo detector de luz, pues
convierte la luz en electricidad y
esta variación de electricidad es la
que se utiliza para informar que hubo
un cambio en el nivel de iluminación
sobre el fotodiodo.

Ejemplos defotodiodos

Circuito de polarización

Si el fotodiodo es polarizado en directa, la luz que incide no
tendría efecto sobre él y se comportaría como un diodo semiconductor
normal. (Recuerde, el fotodiodo trabaja en inversa).
La mayoría de los fotodiodos vienen equipados con un lente que
concentra la cantidad de luz que lo incide, de manera que su
reacción a la luz sea más evidente.
Adiferencia del LDR o fotorresistencia, el fotodiodo responde a los
cambios de oscuridad a iluminación y viceversa con mucha más
velocidad, y puede utilizarse en circuitos con tiempo de respuesta
más pequeño. Esta cualidad también la tienen los fototransistores
que serán vistos al final de este apunte.

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EL LDR

Una fotorresistencia es uncomponente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de
luz incidente. Puede también ser llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor
dependiente de la luz, cuya siglas, LDR, se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor.
El LDR es fabricado con materiales de estructura cristalina, y utiliza sus propiedades fotoconductoras.
Loscristales utilizados más comunes son: sulfuro de cadmio y seleniuro de cadmio.
El valor de la fotorresistencia (en Ohmios) no varía de forma instantánea cuando se pasa de luz a oscuridad o
al contrario.
Esto hace que el LDR no se pueda utilizar en muchas aplicaciones, especialmente aquellas que necesitan de
mucha exactitud en cuanto a tiempo para cambiar de estado (oscuridad a iluminación oiluminación a
oscuridad) y a exactitud de los valores de la fotorresistencia al estar en los mismos estados anteriores.

Fototransistor
Un fototransistor es, en esencia, lo mismo que un transistor normal,
solo que puede trabajar de 2 maneras diferentes:
- Como un transistor normal con
la corriente de base (IBn), modo
normal.
- Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento
hace lasveces de corriente de base. (Iλ), (modo de iluminación).
Se pueden utilizar las dos en forma simultánea, aunque el
fototransistor se utiliza principalmente con el terminal de la base
sin conectar. (IB = 0), incluso en algunos fototransistores no esta
disponible dicho terminal.
La corriente de base total es
igual a corriente de base (modo
normal) + corriente de base (por
iluminación): IBT= IBn + Iλ

Ejemplos de fototransistores

Si se desea aumentar la
sensibilidad del fototransistor,
debido a la baja iluminación, se
puede incrementar la corriente de
base (IB), con ayuda de
polarización externa
El circuito equivalente de un
fototransistor, es un transistor
común con un fotodiodo conectado
entre la base y el colector, con
el cátodo del fotodiodo conectado
al colectordel transistor y el
ánodo a la base.

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En el gráfico se puede ver el circuito equivalente de un
fototransistor. Se observa que está compuesto por un fotodiodo y un
transistor. La corriente que entrega el fotodiodo
(circula hacia la base del transistor) se amplifica β
veces, y es la corriente que puede entregar el
fototransistor.
El...