2. Conceptos
Hueco de electrón
Ausencia de un electrón en la banda de valencia.
Carga positiva
Portador de carga
3. Conceptos
Union pn
Zona p y zona n
Huecos – de zona p a zona n por difusion
Electrones – de zona n a zona p
4. Conceptos
Ruptura de la unión
Voltaje cátodo ánodo alcanza valor de ruptura-
permite corriente en sentido inverso y muy intensa
5. Efecto avalancha
Campo eléctrico intenso
Portador de carga arrastrado adquiere energía
cinética
Este arranca un electrón de conducción del enlace
covalente
Se repite (electrón inicial, electrón arrancado y
hueco generado)
7. Tensión de ruptura (Vr ).
Es la tensión inversa máxima que el diodo puede
soportar antes de darse el efecto avalancha.
8. Efecto fotoeléctrico
Emisión de electrones – incide radiación
electromagnética
Efecto fotoeléctrico – fotones trasfieren energía a
electrones
Rayos x – transformación de energía cinética de
electrón en fotón
9. Fotodetector
Sensor - genera señal eléctrica dependiendo de luz
incidente
Basados en: efecto fotoeléctrico, fotovoltaico,
fotoelectroquímico, fotoconductividad
11. Fotodetector
El fotodetector o detector de luz- 1er elemento –
equipo receptor
(debil)Señal optica a señal electrica – fotodetector,
fases de: amplificacion, demodulacion,
demultiplexaje, etc
12. Fotodetector - Caracteristicas
Altamente eficientes
Bajo nivel de ruido
Amplio ancho de banda(respondan de manera
uniforme y rápida en todas las longitudes de onda de
la señal)
Poco sensibles a las variaciones de temperatura
Baratos, pequeños, etc
14. Responsividad
Comparación:
Responsividad mayor en f. de avalancha que en f. pin.
f. de avalancha – mas sensible cambios temperatura,
mas costoso
PIN- corta distancia
F. avalancha- larga distancia
16. APD vs PIN
Sensibilidad superior, permite detectar niveles de
potencia menores
Mayor margen dinámico de entrada óptica, más
fidelidad
Es más complejo y caro
Más ruido
Consume más potencia
La ganancia depende de la temperatura
18. Fotodiodos de avalancha
Fotodiodo de germanio
tipo “avalancha” en
1300nm
Fotodiodo InGaAs-PIN
con amplificador FET de
alta impedancia en
1300nm
Fotodiodo de silicio tipo
“avalancha” en 850 nm
20. Aplicaciones
Aparato receptor láser basado
en fotodiodo de avalancha
termo regulado con control
embebido
Recibe luz láser modulada en
formato binario focalizada en la
superficie activa de un
fotodiodo de avalancha a partir
de un sistema óptico formado
por una lente convergente y
una lente hemisférica que
recogen la luz y la dirigen hacia
el área activa del fotodiodo por
una fibra de polímero.
•
Ventajas
Mantiene los niveles de ruido externo dentro
del límite razonable.
Resuelve el problema de la estabilidad en la
sensibilidad de un fotodiodo de avalancha
cuando este recibe luz láser modulada
contaminada por una componente solar.
La posibilidad de fijar la sensibilidad y la
ganancia del fotodiodo de avalancha para
trabajar en rangos de luminosidad recibida
de al menos cinco décadas partiendo de los
nanovatios.
La posibilidad de eliminar componentes
luminosas no moduladas, en especial la
componente solar.