Fotodiodo: principio y modo fotovoltaico vs fotoconductivo
Fotodiodo = diodo optimizado para captar luz. Modo fotovoltaico (sin polarizar): genera voltaje/corriente al iluminarse (como mini panel solar). Modo fotoconductivo (polarización inversa): tensión inversa ensancha región de agotamiento → mayor velocidad, linealidad, sensibilidad. Corriente inversa ∝ intensidad luz.
Materiales
- Protoboard + jumpers
- Multímetro digital
- Fotodiodo propósito general (2 patillas, ej. BPW34, SFH203, BPV10)
- Batería 9V + conector
- Resistencia 100 Ω
Experimento 1: Modo fotovoltaico (sin polarizar)
- Inserte fotodiodo en protoboard (orientación indiferente).
- Conecte resistencia 100 Ω en serie con cada pata del fotodiodo (forma divisor / carga).
- Conecte puntas multímetro a patas de la resistencia (mida voltaje a través de R).
- Multímetro en escala mV (más sensible). Verá voltaje bajo (µV-mV) en oscuridad.
- Cubra/descubra fotodiodo con mano. Voltaje sube al descubrir, baja al cubrir. Efecto fotovoltaico directo.
Experimento 2: Polarización inversa (modo fotoconductivo)
- Identifique ánodo (pata larga) y cátodo (pata corta/marca).
- Conecte +9V (rojo) al CÁTODO (polaridad inversa).
- Conecte una pata de R=100Ω al ÁNODO. Otra pata R → -9V (negro) batería.
- Multímetro en patas de R (mida voltaje). Escala superior (mV-V).
- Cubra/descubra fotodiodo. Cambio de voltaje mucho mayor (mayor ganancia, respuesta más lineal).
Aplicación práctica: interruptor sensible a luz
Use salida fotodiodo (polarizado inverso) → amplificador operacional (comparador) → transistor/relé → carga. Umbral ajustable con potenciómetro en referencia comparador. Base de: encendido automático luces, contadores objetos, ópticos encoders, comunicaciones Li-Fi.
Parámetros clave en hoja de datos
- Longitud onda pico (λp): 850-950 nm típicos (Si).
- Corriente oscura (Id): nA-pA (fuga sin luz).
- Responsividad (A/W): ~0.5-0.6 A/W @ λp.
- Tiempo respuesta (tr/tf): ns-µs. Más rápido con polarización inversa alta.
- Capacitancia unión (Cj): pF. Afecta ancho banda.
