Fotodiodo
Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja.
Los fotodiodos suelen tener un tiempo de respuesta más lento a medida que aumenta su superficie.
Los fotodiodos se utilizan en instrumentos científicos e industriales para medir la intensidad de la luz, ya sea por sí misma o como medida de alguna otra propiedad (densidad del humo, por ejemplo).
Dado que la energía es igual a la constante de Planck por la frecuencia del fotón incidente (E=h·f), es sencillo ver la relación.
El material empleado en la composición de un fotodiodo es un factor crítico para definir sus propiedades.
Los fotosensores de todos los tipos pueden utilizarse para responder a la luz incidente o a una fuente de luz que forme parte del mismo circuito o sistema.
Los fotodiodos se utilizan a menudo para medir con precisión la intensidad de la luz en la ciencia y la industria.
También se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones médicas, como detectores para tomografía computarizada (acoplados a centelleadores), instrumentos para analizar muestras (inmunoensayo) y oxímetro de pulsos.
Los diodos PINs son mucho más rápidos y sensibles que los diodos de unión p-n, por lo que se utilizan a menudo para comunicación ópticas y en la regulación de la iluminación.
Los fotodiodos P-n no se utilizan para medir intensidades de luz extremadamente bajas.
El PPD (generalmente PNP) se usa en el sensor de píxeles activos CMOS; En 1975, Sony inventó una variante NPN precursora con una capa N superior sincronizada para su uso en sensores de imagen CCD.
[5] Fue informado públicamente por primera vez por Teranishi e Ishihara con A. Kohono, E. Oda y K. Arai en 1982, con la adición de una estructura antifloración.
[5][7] La nueva estructura del fotodetector inventada en NEC recibió el nombre de "fotodiodo con pines" (PPD) por B.C.
Un sensor CMOS con tecnología PPD fue fabricado por primera vez en 1995 por un equipo conjunto del JPL y Kodak que incluía a Fossum junto con P.P.K.
Se describen fotodetectores de silicio con una respuesta espectral definida por el diseño.
La necesaria compatibilidad con los procesos microelectrónicos convencionales en el silicio limita la gama de materiales ideales a los materiales compatibles con el silicio utilizados tradicionalmente para la fabricación de circuitos integrados.
Esto permite que cada portadora foto-generada se multiplique por ruptura de avalancha, dando lugar a una ganancia interna dentro del fotodiodo, lo que aumenta la responsividad efectiva del dispositivo.
Fue inventado por el Dr. John N. Shive (más famoso por su máquina de ondas) en los Laboratorios Bell en 1948,[10]: 205 pero no se anunció hasta 1950.
[11] Los electrones que generan los fotones en la unión base-colector se inyectan en la base, y esta corriente de fotodiodo se amplifica mediante la ganancia de corriente β del transistor (o hfe).
