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Optoelectrónica

La optoelectrónica es la rama de la electrónica que trata con la luz. Los dispositivos ópticos son aquellos que responden a la radiación de la luz, o que emiten radiación. Estos dispositivos responden a una frecuencia específica de radiación. Básicamente hay tres bandas en el espectro óptico de frecuencias:

• Infrarrojo: Esta banda corresponde a las longitudes de onda de la luz que son muy largas para ser vistas por el ojo humano.

• Visible: Corresponde a las longitudes de onda a las cuales responde el ojo humano. Comprende aproximadamente entre los 400nm y 800nm de longitud de onda.              

•  Ultravioleta: Longitudes de onda que son muy cortas para ser vistas por los humanos.

El campo de la optoelectrónica se ha convertido en un área de creciente interés en la electrónica; dispositivos tales como LEDS optocopladores y foto detectores se están construyendo ahora con una mayor capacidad de manejo de corriente. La optoelectrónica ha probado ser de alta efectividad en el campo de las comunicaciones, donde las fibras ópticas pueden manejar frecuencias mayores a las velocidades de conmutación de la electrónica de hoy en día.

Clasificación de los dispositivos opto electrónicos

Todos los dispositivos opto electrónicos realizan una de dos funciones, las cuales se utilizan para su clasificación:

• Conversión de energía eléctrica a energía radiante

A estos dispositivos se les llama electroluminiscentes. Es importante aclarar que la mayoría de cristales de semiconductores al ser bombardeados con fotones, calor o electrones emiten luz visible o en la banda infrarroja. Sin embargo, específicamente llamamos electroluminiscentes a aquéllos que responden a la corriente eléctrica. Al aplicarle una corriente a dichos dispositivos, los electrones se mueven del material N hacia el P y se combinan con los huecos. Cuando los electrones se mueven del alto estado energético de la banda de conducción al bajo estado energético de la banda de valencia, fotones de energía son liberados.

Ejemplos de dispositivos luminiscentes:

• Conversión de energía radiante a energía eléctrica

Este tipo de dispositivos a menudo son llamados foto detectores. En este caso, la energía que entra al cristal de semiconductor excita a los electrones a niveles más altos de energía, dejando huecos atrás. Posteriormente estos electrones y huecos se alejan unos de otros, conformando una corriente eléctrica.

Ejemplos de dispositivos foto detectores

Foto emisores, que emiten electrones cuando existe energía radiante que incide sobre material sensible a dicha radiación. Dentro de esta categoría encontramos:

Fototransistores
LASCR (Rectificador Controlado Silicón Sensible a la Luz)

Fotoconductores, que cambian su resistencia eléctrica debido a la exposición a energía radiante. Ejemplos:

Fotoresistores
fotodiodo

Fotovoltaicos, los cuales generan un voltaje al exponerse a energía radiante. Ejemplo:

Fotoceldas

Fototransistores

Es importante decir que todos los transistores son sensibles a la luz, pero los fototransistores están diseñados para aprovechar esta característica. Existen transistores FET (de efecto de campo), que son muy sensibles a la luz, pero encontramos que la mayoría de los fototransistores consisten en una unión NPN con una región de base amplia y expuesta.