Dispositivos fotoelétricos de dos terminales. Características básicas
Enviado por luis miguel munayco candela
OBJETIVOS
Verificar las características de funcionamiento de un LED.
Verificar las características de funcionamiento de un LDR.
Verificar lãs característica de funcionamiento de un fotodiodo.
MATERIALES Y EQUIPO UTILIZADO
MARCO TEÓRICO
DIODO FOTOELÉCTRICO
También conocidos como Fotodiodos, son unos dispositivos semiconductores construidos a base de una unión P-N, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja.
Su funcionamiento esta basado en el fenómeno inverso de los LED, es decir, que en este caso se produce una separación de huecos y electrones, como consecuencia de la absorción de la energía de la luz incidente sobre la estructura del semiconductor.
REGIÓN DE TRANSICIÓN
Suponiendo un fotodiodo inversamente polarizado por la acción de una tensión exterior, se generará en el mismo una región de transición, similar a la del caso de un diodo convencional, en las zonas próximas a la superficie de contacto entre el lado P y el N. En esta región es donde estará aplicada la gran mayoría de la tensión externa, ya que es la zona de máxima resistencia de la estructura.
Si el fotodiodo recibe una radiación luminosa, se producirá la separación de cargas, antes citada, en cualquiera de las tres regiones: P, región de transición y N. En las zonas P y N, estas cargas se recombinarán, ya que no existe una tensión eléctrica que las pueda hacer circular, por lo tanto no ejercerán ninguna influencia. Sin embargo, las cargas eléctricas, en forma de huecos y electrones producidas en la región de transición se separarán rápidamente, forzadas por la tensión aplicada, dirigiéndose los huecos hacia el lado P y los electrones hacia el lado N, dando lugar a la circulación de una corriente eléctrica.
El fenómeno será tanto mayor cuanto más ancha sea la región de transición, por lo tanto en la fabricación de estos componentes se recurre a producir una zona de elevada resistividad a base de introducir entre la región P y la N una tercera zona semiconductora sin dopar o en estado intrínseco l, formándose un diodo P-l-N.
La estructura geométrica del fotodiodo es vertical, de forma que la capa N es la inferior, sobre ella se encuentra la zona l y en la parte superior la P por tanto la luz incide en esta última capa que debe ser atravesada para poder alcanzar la zona activa.
DIODO EMISOR DE LUZ (LED)
El principio de los LED consiste en la emisión de una radiación luminosa por un elemento en estado sólido cuando se le somete a una determinada polarización eléctrica, excluyendo los efectos comunes de emisión de luz como consecuencia de la aplicación de una temperatura levada (filamentos de las bombillas de iluminación doméstica).
Una forma de emisión de radiación luminosa por un sólido se produce en la pantalla de un tubo de rayos catódicos, cuando los fósforos que la recubren son sometidos a un bombardeo electrónico producido por la incidencia del haz catódico.
Sin embargo, el efecto que se va a analizar es la electroluminiscencia de una unión P-N similar en la mayor parte de sus propiedades a la de un diodo convencional.
Este fenómeno fue detectado en el año 1.923 por Lossew. Más recientemente, en el año 1.962, algunos estudios y experiencias realizadas con el material denominado Arseniuro de Galio (Ga As) demostraron que era posible obtener unos elevados niveles de emisión luminosa partiendo de uniones P-N.
RECOMENDACIÓN
El efecto físico de la emisión de luz se genera en el interior de la unión P-N en el instante en que se produce una recombinación de un hueco con un electrón, este efecto puede estar o no acompañado de una radiación electromagnética, fruto de la energía liberada durante dicho fenómeno. En el caso de los semiconductores comunes no existe esta radiación y la energía se transforma en calor.
Los diodos luminiscentes aprovechan este fenómeno y generan radiaciones, comprendidas generalmente dentro del espectro visible, o fuera del mismo como es el caso de los infrarrojos. La frecuencia de la radiación depende de los materiales utilizados en la unión P-N, con lo que pueden obtenerse diferentes colores, variando la composición de los mismos.
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