Fotodiodo

INTRODUÇÃO

Neste relatório irei mostrar de forma descomplicada e de fácil compreensão, o funcionamento e constituição física dos fotodiodos, suas aplicações e utilidades no mundo da tecnologia.

É um componente eletrônico e um tipo de fotodetector.Os fotodiodos possuem uma “janela” ou uma conexão de fibra ótica, esta responsável por deixar a luz passar e acionar a parte sensível do dispositivo, os fotodiodos também podem ser usados sem a janela para detectar raios ultravioleta ou raio-x.

Fotodiodos podem ser usados de forma diferente , isto é, tanto na polarização reversa quanto na polarização direta.

Também são usados em células para captação de energia solar, aliás fotodiodos são a base dessas células.Utilizados também na leitura de códigos de barra por sua rapidez de resposta, controles-remotos, alarmes, trancas elétricas, portas elétricas, câmeras fotográficas, etc.

Optoeletrônica é a tecnologia que associa a ótica com a eletrônica que se baseia na reação da junção PN dos semicondutores.

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO FOTODIODO PIN.

O fotodiodo é um diodo de junção construído de forma a possibilitar a utilização de luz como fator determinante no controle de corrente elétrica.

As regiões P e N possuem alto nível de dopagem é separada por uma região intrínseca de depleção de largura W que é levemente dopada.Quando um fóton incidente tem energia maior ou igual ao intervalo energético entre as bandas do semicondutor utilizado, essa energia fornecida pelo fóton excita um elétron na banda de valência fazendo este se deslocar para a banda de condução.Este processo vai gerando pares de elétron que constituem os fotoportadores.

O elevado campo elétrico na região de depleção faz com que os portadores se separem e sejam recolhidos pelos terminais da junção inversamente polarizada. Esse movimento de cargas provocam um fluxo de corrente no circuito exterior conhecida como corrente fotodetectada.

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO FOTODIODO APD.

Foto diodos APD são fotodiodos que combinam detecção de sinais óticos com amplificação interna da foto corrente.

O ganho interno é dado através da multiplicação avalanche de transportadores na região da junção. Sua vantagem é uma razão elevada de sinal-ruído, especialmente a altas taxas de bits.

Os fotodiodos avalanche são construídos de forma a terem uma região com elevado campo elétrico que ira acelerar os fotoportadores até uma velocidade suficiente para que colisões com os átomos produzam novos portadores. Estas partículas causadas por ionização são aceleradas pelo campo elétrico dando então continuidade ao processo de avalanche.

A maioria dos sistemas de transmissão a longa distância e com elevada velocidade de transmissão utilizam APD na seção frontal do receptor.

Atualmente os dispositivos fotossensíveis são muito utilizados e podemos encontra-los facilmente no nosso dia a dia.

Existem também fotodiodos de vácuo ou de semicondutor sensível a luz.

Os fotodiodos de vácuo usam-se como geradores de corrente constante, enquanto os de semicondutor de arsenieto de gálio apresentam dois modos de funcionamento:

Fotovoltaico: em que o fotodiodo, tal como o de vácuo, constitui um gerador de corrente.

Fotocondutor: em que o fotodiodo inversamente polarizado e exposto a luz funciona como detector de sinais pulsatórios.

APLICAÇÕES E DESENVOLVIMENTO

PLACAS CAPTADORAS DE ENERGIA SOLAR

Os fotodiodos são também um dos principais componentes das placas captadoras de energia solar.O sol além de fonte de vida é a origem de todas as formas de energia que o homem vem utilizando durante sua historia e pode ser a resposta para a questão do abastecimento energético no futuro.

São colocados placas de matérias semicondutores dopados