CURSO OPTOELECTRONICA ING. ALFONSO PEREZ GARCIA

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OPTOELECTRONICA

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  • OPTOELECTRONICA.

    CURSO OPTOELECTRONICA

    ING. ALFONSO PEREZ GARCIA.

    INSTITUTO TECNOLGICO DE SAN LUSI POTOS ING. ALFONSO PEREZ GARCIA.

  • Pgina 2 de 238 INDICE OPTOELECTRONICA.

    PROGRAMA. .............................................................................................10 CONCEPTOS BASICOS (UNIDAD 1) .........................................................12 Como trabaja la luz.(1.1).........................................................................13

    Formas de pensar acerca de la luz. ......................................................13 Que es la luz? (1.3) ................................................................................14

    Produciendo un fotn. ..........................................................................15 Haciendo colores ..................................................................................17 Cuando la luz golpea un objeto ............................................................19 Arco-iris en las Pompas de Jabn.........................................................22

    Como trabaja la visin .............................................................................23 Anatoma Bsica ...................................................................................23 Percibiendo la luz .................................................................................26 Visin de Color......................................................................................28 Ceguera al color....................................................................................29 Deficiencia de Vitamina A.....................................................................29 Refraccin ............................................................................................29 Visin Normal .......................................................................................30 Errores de refraccin ............................................................................31 Astigmatismo........................................................................................32 Percepcin profunda ............................................................................32 Ceguera ................................................................................................33

    Unidades de medicin (1.4).....................................................................34 Lentes (1.5) .............................................................................................38

    Introduccin.........................................................................................38 Propiedades de los lentes.....................................................................38 Imgenes y trazado de rayos ...............................................................39 Recoleccin de luz ................................................................................39 Aberraciones.........................................................................................40

    Aberracin cromtica........................................................................................40 Aberracin esfrica ...........................................................................................40 Coma.................................................................................................................40 Astigmatismo....................................................................................................40 Minimizando las aberraciones. .........................................................................40

    Nuevos materiales semiconductores, (1.6) .............................................41 Caractersticas y propiedades..................................................................41

    Introduccin.........................................................................................41 REFERENCIAS. .........................................................................................43

    OTRAS REFERENCIAS...........................................................................44 AUTORES Y MAGAZINES.......................................................................44

    SENSORES OPTOELECTRONICOS Y TRANSDUCTORES (UNIDAD 2)........45

    Pgina 2 de 238 INSTITUTO TECNOLGICO DE SAN LUSI POTOS ING. ALFONSO PEREZ GARCIA.

  • OPTOELECTRONICA. INDICE Pgina 3 de 238

    Que es una celda fotoconductiva? (2.2) ................................................46 Aplicaciones tpicas de celdas fotoconductivas....................................48 Porque usar foto celdas? 48

    Aplicaciones.............................................................................................48 Aplicaciones anlogas. .........................................................................48 Aplicaciones digitales. ..........................................................................49 Seleccionando una foto celda...............................................................50 Criterio de rendimiento. 51

    Sensitividad. .....................................................................................................51 Respuesta a la longitud de onda.......................................................................52 Caractersticas de pendiente ............................................................................53 Tolerancia de la resistencia. .............................................................................53 Resistencia de oscuridad. .................................................................................54 Coeficiente de temperatura de la resistencia. ..................................................54 Velocidad de respuesta.....................................................................................55 Historial de luz..................................................................................................55 Consideraciones de Empaquetamiento, Circuitera y Ambiente. ......................56 Rango de temperatura......................................................................................56 Disipacin de potencia......................................................................................56 Voltaje mximo de la celda...............................................................................57 Qu tipo de material es el mejor?...................................................................57

    Curvas caractersticas tpicas de una foto celda. .................................58 Material tipo 0 a 25 C 58 Material tipo 3 a 25 C 60 Notas generales y pruebas de celdas fotoconductivas.........................62

    Una iniciacin a la tecnologa de los fotodiodos. (2.3)............................63 Construccin del fotodiodo...................................................................63 Aproximaciones de Corriente de corto circuito ....................................65 Varias fuentes de luz. ...........................................................................65 Polaridad del fotodiodo. .......................................................................65 Sensibilidad del fotodiodo.(R)..............................................................66 Respuesta espectral. ............................................................................66 Linealidad. ............................................................................................67 Eficiencia Quantum (Q.E.). ...................................................................67 Efectos de temperatura. .......................................................................68 Potencia Equivalente de Ruido (NEP). .................................................69 Tiempo de subida (tr)...........................................................................71 Voltaje inverso mximo (Vr). ...............................................................71 Tiempo de respuesta. ...........................................................................71 Circuitos de operacin equivalentes.....................................................72 Operacin fotovoltaica - Rl>>Rd, lnea de carga (a). 73 Operacin de polarizacin cero - Rl

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    Amplificadores hbridos........................................................................76 Capacitanca de la unin.......................................................................76

    Teora y caractersticas de los foto transistores.(2.4) .............................77 Introduccin. ........................................................................................77 Historia. ................................................................................................77 Efecto fotoelctrico en barras de cristal semiconductor. .....................77 Uniones tipo PN....................................................................................80 El foto transistor...................................................................................83

    CARACTERSTICAS ELCTRICAS ESTATICAS DEL FOTO TRANSISTOR. ..86 Respuesta espectral. ............................................................................86 Alineacin angular................................................................................86 Respuesta de temperatura color. .........................................................88 Coeficiente de temperatura de Ip ........................................................89 Caractersticas de colector. ..................................................................89 Capacitanca. ........................................................................................91 Caractersticas dinmicas del foto transistor. ......................................92 Linealidad. 92 Respuesta de frecuencia 92 Figura de ruido. 93 Parmetros H de pequea seal. 93 Caractersticas de conmutacin del foto transistor.................