10-7 FOTOCELDAS Y DISPOSITIVOS
FOTOELÉCTRICOS
Las
fotoceldas son pequeños dispositivos que producen una variación
eléctrica en respuesta a un cambio en la intensidad de la luz. Las fotoceldas
pueden clasificarse como fotovoltaicas
o fotoconductivas.
Una celda
fotovoltaica es una fuente de energía cuyo
voltaje de salida varía en relación con la intensidad de la luz en su superficie. Una celda fotoconductiva va es un
dispositivo pasivo, incapaz de producir
energía. Su resistencia varía en relación con la intensidad de
la luz en su superficie.
Industrialmente, las aplicaciones de las
fotoceldas caen en dos categorías generales:
1.-Detección de la presencia de
un objeto opaco.
a) La detección puede
hacerse en una base de todo o nada, en la que el circuito de la folocelda tiene solo dos estados de salida
que representan la presencia o
la ausencia de un objeto. Este es
el tipo de detección usada para contar las parles que viajan por una banda
transportadora, o para evitar la
operación de un mecanismo si las
manos del operador no están fuera de la
luz de trabajo.
b).- La detección puede hacerse en una base continua, teniendo en el circuito
de la fotocelda una salida continuamente variable que representa la posición
variable del objeto. Este es el
tipo de detección usada para “observar’’ la orilla de una tira de material en
movimiento para evitar que se desvíe demasiado de su posición adecuada.
La ventaja principal de las fotoceldas sobre otros
dispositivos de detección es que no se requieren contacto físico con el objeto
de detección.
2.- Detección del grado de translucides (capacidad de pasar luz) o el grado de luminiscencia (capacidad de genera luz) de un liquido o un sólido. En estas aplicaciones,
proceso ha sido dispuesto de
manera que la translucidez o luminiscencia representen una
variable de proceso importante. Algunos ejemplos de variables que pueden ser
medidas de esta manera son densidad, temperatura y concentración de algún
compuesto químico específico.
10-7-1 Celdas
fotovoltaicas
Los
símbolos usados con frecuencia para las celdas fotovoltaicas se muestran en la figura 10-13(a).
Las dos fechas ondulantes que apuntan hacia la batería encerrada en un
círculo sugieren que la energía externa de luz produce la acción de la batería, Dado que las flechas ondulantes no son
fáciles de dibujar con frecuencia se
usa la letra griega “lamda” para
sugerir activación por luz.
El voltaje de salida de circuito
abierto contra intensidad de la
luz se presenta gráficamente en la
figura 10-13(b) para una celda fotovoltaica típica. Note que la grafica es
logarítmica en el eje de la
intensidad de la luz. Esta
grafica indica que la celda es mas
sensible a niveles de luz, bajos, ya
que a pequeño cambio en la intensidad (digamos, de
Las
características de corriente de salida de una celda fotovoltaica operando en
una carga se presentan gráficamente en la figura 10—13(c)
para varias resistencias de carga. Como puede verse, una celda fotovoltaica no
puede suministrar mucha corriente. En este ejemplo las corrientes de salida se
miden en microamperes. Sin embargo, las fotoceldas pueden agruparse en
paralelo, para aumentar su capacidad de corriente.
Un ejemplo de una celda fotovoltaica que suministra información del tipo todo o
nada a un circuito lógico se muestra en la figura 10—14.
En la figura 10—14(a), la luz de la fuente luminosa es
recogida y enfocada en la celda fotovoltaica, que está montada a alguna
distancia. Las distancias de
El objeto que bloquea la trayectoria de luz podría ser cualquier cosa. Puede
ser un objeto en movimiento cuyo paso debe ser contado por un contador
electrónico o mecánico. Puede ser un objeto en movimiento cuyo paso avise a
cierto equipo más adelante en la línea que se prepare para recibirlo. Puede ser
una pieza de trabajo o una parte de una máquina que debe retirarse del camino
antes de que el circuito lógico permita que ocurra otro movimiento.
Si la celda fotovoltaica tiene problemas para activar directamente el
relevador, puede operarse a través de un amplificador transistorizado, corno se
muestra en la figura 10—14(b). De todas maneras, es
buena idea hacer esto, ya que las celdas fotovoltaicas están sujetas a fatiga
cuando suministran una corriente cercana a su capacidad máxima durante
cualquier periodo. El voltaje y corriente de salida disminuyen cuando una celda
fotovoltaica sufre de fatiga.
A veces la fuente de luz, el dispositivo de enfoque, la fotocelda, el
amplificador y el relevador están todos incluidos en el mismo paquete, corno se
muestra en la figura 10—14(c). La luz sale del paquete,
pasa por cierta distancia a través del espacio, es reflejada en una superficie
reflejante, y vuelve a entrar a través de la misma abertura. Entonces es
reflejada por el espejo unidireccional e incide en la fotocelda. El
amplificador, el relevador y los contactos están contenidos en el paquete, por
lo que la salida final es la conmutación de los contactos del relevador, para
indicar si un objeto ha bloqueado o no la trayectoria de luz.
Con frecuencia surge el problema de que la señal de luz no puede distinguirse
de la luz ambiental. Entonces, el sistema fotoeléctrico puede no ser confiable
porque la celda fotovoltaica puede suministrar una salida debido únicamente a
la luz ambiental. El sistema entonces indicará que no hay un objeto presente
bloqueando la trayectoria cuando de hecho si hay un objeto presente. Hay una
solución a este problema. En lugar de sólo pasar la luz directamente hacia
afuera a través del aparato de enfoque, el haz de luz es “cortado
periódicamente’’. Esto es, el haz es interrumpido periódicamente a una
frecuencia específica por un objeto en movimiento dentro del paquete, entre el
paquete y la salida.
Una manera de hacer esto es instalar un disco giratorio entre la fuente de luz
y el espejo unidireccional de la figura 10-14(c). Parte
del disco es translúcida y otra parte es opaca, por lo que el haz de luz
alternativamente pasa y se bloquea a alguna frecuencia constante, generalmente
de varios cientos de hertz. Supongamos, para ejemplificar, que el haz de luz es
cortado periódicamente a una frecuencia de 400 Hertz.
Ahora es bastante sencillo distinguir entre la luz ambiente y una señal de luz
verdadera simplemente ajustando el amplificador a 400 hz. Es decir, diseñar el
amplificador para que no amplifique en absoluto señales de CD y de muy poca
amplificación a otras frecuencias que puedan filtrarse en la abertura de luz
(como pulsaciones de 60 y 120 hz de lámparas de mercurio). El amplificador
entonces responderá sólo a señales de voltaje de la celda fotovoltaica a una
frecuencia le 400 Hz. La única manera en que podrían llegar pulsaciones de luz
de frecuencia tan poco usual la celda es desde la señal de luz verdadera. Todas
las señales De luz extrañas son ignoradas.
En la figura 10—1 5 se
muestra una aplicación de celdas fotovoltaicas para la medición de translucidez
de un líquido pasado a través de una celda de muestreo. Suponga que es conocido
que la translucidez es una indicación segura de la concentración de alguna
impureza en el líquido. El espejo semitransparente pasa la mitad de la luz de
la fuente al líquido, y la otra mitad de la luz reflejada a
Las
celdas fotovoltaicas 1 y 2 están conectadas en puente, Como se muestra en la figura 10— 15(b).
El puente es balanceado manual mente o de manera automática ajustando
R2. La posición final del cursor de R2 dependerá de la diferencia de voltaje entre
Ese arreglo de medición tiene algunas
características de estabilización que merecen comentarse. Primero, ambas fotoceldas son excitadas por la
misma tiente de luz. Esto elimina la
posibilidad de error debido a que una fuente de luz cambie en intensidad más que la otra. En la figura 10-15, si la fuente de luz cambia en intensidad debido a las horas de servicio del foco o a variaciones en el suministro de voltaje, ambas
fotoceldas son afectadas de manera
igual. Estos cambios iguales son cancelados por la acción del puente.
Segundo, las celdas
fotovoltaicas son un tanto
sensibles a la temperatura. Es decir, si voltaje de salida depende ligeramente de su temperatura. Sin embargo,
si
10-7-2 Codificación óptica de
posición
La
idea de un disco giratorio para pasar y bloquear alternativamente un haz de luz
a una celda fotovoltaica fue sugerida para la figura 10-14©. Este mismo
concepto puede ser usado también para medir la cantidad que ha girado un eje.
Generalmente, los engranes de acoplamiento entre el eje medido y el disco
giratorio son diseñados para producir muchas rotaciones del disco por cada
vuelta del eje medido, como se muestra en la figura 10-16
En la figura 10-16 (a) se
muestra un engrane de diámetro grande en el eje medido, acoplándolo a un
engrane de diámetro pequeño en el eje del disco. La razón del movimiento es inversamente
igual a la razón de los engranes. Por tanto, si el engrane grande es 10 veces
mayor que el engrane pequeño, el eje del disco girara 10 veces mas que el eje
medido. Una vuelta completa del eje medido produce 10 revoluciones del disco.
El disco óptico tiene muchas ranuras de abertura.
Una fuente de luz estacionaria esta montada en un lado del disco, con una celda
fotovoltaica directamente enfrente de ella del lado opuesto, como es claro por
la figura 10-16(a), a medida que gira el disco, alternativamente pasa y bloquea
luz a la fotocelda. Cada ranura que se mueve entre los dispositivos ópticos
produce un pulso de voltaje de la fotocelda, como se indica en la figura l0—16(b). Para el disco de 24 ranuras mostrado en esa figura,
se produce un ciclo de voltaje por cada 15° de rotación, ya que:
360º/24 =15ª
La forma de onda de Vpc es procesada por un circuito de acondicionamiento de la
señal, para hacerlo compatible con TTL. Los pulsos resultantes son pasados a un
contador binario, como se muestra en la figura 10—17.
La lógica de control del sistema restaura a cero el contador antes de que
comience el movimiento del eje medido. Al comenzar a alejarse el eje de su
posición anterior, el contenido del contador binario representa la distancia
que se ha movido. Para la construcción mostrada en la figura 10—16,
el contador se incrementará un BIT por cada 1.5° de movimiento del eje medido.
Esto es así porque:
(1bit/1 pulso de Vpc) x (1pulso de vpc/15º del
disco) x (10º del disco/1º del eje medido) = 1bit/1.5º del eje medido
Giro en ambas direcciones. El codificador
fotoeléctrico de posición presentado en las figura. 10—16
y 10—17 no puede distinguir entre el giro del eje
medido en dirección de las manecillas del reloj y el giro en la dirección
contraria. En muchas aplicaciones de medición de posición es necesario hacer
esta distinción. Esto puede lograrse colocando una segunda combinación de
fuente de luz y de fotocelda a través del disco giratorio. Este segundo
fotodetector no está alineado con la ranuras de la misma manera que el primero.
En su lugar, está desfasada una distancia de un cuarto de la ranura, como se
muestra en la figura 10—18(a). Por tanto, los pulsos de
VA y los pulsos de VB tienen un corrimiento de fase de un cuarto de
ciclo. Esto se ilustra en la figura 10-18(b) y (e).
En la figura 10—18(b), la fotocelda A tiene luz en este
momento. La fotocelda B está a obscuras ahora, pero tendrá luz después de una
rotación adicional de 11.25°, que es un cuarto de la distancia entre las
ranuras. Por tanto, el pulso de voltaje de la fotocelda A antecede al pulso de
la fotocelda B por un cuarto de ciclo.
En la figura 10—18(c), el disco está girando en
dirección contraria a las manecillas del reloj La fotocelda B tiene luz en este
momento, con la fotocelda A punto de tener luz tras otros 11.25º de giro. Los
pulsos de VA están rezagados de los pulsos de VB un cuarto de vuelta.
Un circuito de detección de fase es usado para detectar
la relación de fase adelantada contra
fase rezagada de VA y VB. En la figura 10—19,
el detector de fase esta diseñado para producir una salida de 0 lógico si VA
esta adelantado a VB. Produce una salida de 1 lógico si VA esta rezagada de VB.
El nivel lógico de salida de dirección, 0 o 1, es combinado con la
magnitud binaria de salida de la figura 10—17. De esta
manera, el circuito de proceso que interpreta la salida del transductor puede
determinar tanto la magnitud como la dirección del movimiento del eje medido.
Al hacer esta combinación, es común que el contador de magnitud binaria se
reduzca en 1 BIT para dar lugar al BIT de dirección, o de ‘‘signo’’. Por tanto,
el contador digital de bits de la figura 10—17 se
reduciría 7 bits con una magnitud máxima de 127 decimal. El BIT de dirección, o
de signo, es colocado entonces a la izquierda extrema del número binario, donde
solía estar el octavo BIT. La combinación entonces es interpretada por el
circuito digital de procesamiento como una variación de -127(1111 1111) a
+127(0111 1111)
Un transductor de 12 bits de resolución, como el del
ejemplo 10-2, tendrá entonces un rango de indicación de
10-7-3 Celdas fotoconductivas
Como
se mencionó antes, las celdas fotoconductivas cambian de resistencia
como respuesta a los cambios en la intensidad de la luz (el termino formal es iluminación).
A medida que aumenta la iluminación, la resistencia disminuye. Los símbolos
esquemáticos usados con frecuencia para las celdas fotoconductivas se muestran
en la figura 10—20(a). En la figura 10—20(b)
se muestra una gráfica de resistencia contra iluminación para una celda
fotoconductiva típica. Note que ambas escalas son logarítmicas, para cubrir los
grandes rangos de resistencia e iluminación que son posibles.
La virtud principal de las celdas fotoconductivas modernas es su sensibilidad.
Como se ilustra en la figura 10—20(b), la resistencia
de las celdas puede cambiar de más de 1 millón de ohms a menos de 1000 ohms a
medida que cambia la intensidad de la luz de oscuridad (iluminación de menos de
0.01 fc) a la brillantez promedio de un cuarto (
Las celdas fotoconductivas pueden usarse para muchos de los mismos propósitos
que las celdas fotovoltaicas, excepto, por supuesto, que no pueden actuar como
fuentes de energía. Las celdas fotoconductivas son preferidas sobre las celdas
fotovoltaicas cuando se requiere una respuesta muy sensible a las condiciones
cambiantes de luz.
Cuando se requiere de una respuesta rápida, las celdas fotovoltaicas son
preferibles a las celdas fotoconductivas. De la misma manera, si una fotocelda
debe conmutarse rápidamente entre encendido y apagado, como se sugiere en la
sección 10-7- 1, se prefieren las celdas fotovoltaicas porque pueden conmutarse
a mayores frecuencias que las celdas fotoconductivas. Como regla general, las
celdas fotoconductivas no pueden conmutarse satisfactoriamente a frecuencias
mayores de 1 kHz, en tanto que las celdas fotovoltaicas pueden conmutarse con
éxito a frecuencias de hasta unos 100 kHz, y a veces más.
Cortadores periódicos fotorresistivos.
Una aplicación interesante de las celdas
fotoconductivas es en el cortado periódico de una señal de voltaje de CD para
su inserción en un amplificador de ca. El cortarlo periódico de señales se usará en
En la figura 10—21(a), el voltaje de manejo de onda
cuadrada es aplicado a dos combinaciones de foco de neón y diodo rectificador.
Cuando Vexitacion es positivo, el
diodo rectificador A está polarizado en directa,
y el diodo rectificador B está polarizado en inversa. Por tanto, el foco
de neón A se enciende y el foco de neón B se apaga. Un foco de neón es capaz de
encenderse y apagarse con rapidez al aplicarle y retirarle un voltaje. Un foco
incandescente normal no puede encenderse y apagarse con rapidez, pues depende
del calentamiento de su filamento para emitir luz.
Al volverse negativo Vexitacion., el diodo rectificador B se polariza en
directa y el diodo rectificador A se polariza en inversa. Por tanto, el foco de
neón B se enciende y el loco de neón A se apaga. El resistor R se
introduce para limitar la corriente a través de los focos de neón.
Las celdas fotoconductivas PCA y PCB están expuestas a los focos de neón A y B,
respectivamente, en gabinetes sellados a la luz. En tales gabinetes, la luz
externa no puede entrar para afectar las fotoceldas. Las fotoceldas son
escogidas especialmente para tener un gran cambio de resistencia entre
condiciones de luz, y oscuridad. En este caso, supongamos que la resistencia
cambia de unos 10 Mohms a menos de 1
kohm. La relación de resistencias es por tanto de unos
La celda fotoconductiva A es colocada en serie con
y alta pueden considerarse como interruptores cerrados y abiertos, como se
muestra en la figura 10—21(c). Entonces, en el instante
mostrado en la figura 10—21(c), el voltaje de CD de
entrada pasa a través del capacitor de acoplamiento casi sin atenuación (si la
impedancia del amplificador es
mucho mayor de 1 kohm).
Cuando Vexitacion se vuelve negativo, el foco de neón B se enciende y la
situación en el amplificador es como se muestra en la figura 10—21(d).
El amplificador ve un interruptor abierto en serie y un interruptor cerrado en
paralelo. La señal de CD de entrada no puede pasar a través del capacitor de
acoplamiento en este momento. El voltaje de CD de entrada, por tanto, está
siendo cortado como se muestra en la sección 11-11-2. Este método de cortado
periódico tiene la ventaja de la confiabilidad electrónica (no hay partes
móviles), y podría ser menos costoso que un interruptor mecánico vibrador.
Fotoceldas para el balanceo automático de puentes. En la figura 10—22
se muestra otro uso común de las celdas fotoconductivas. El circuito puente de
la figura 10—22(a) balancea el potenciómetro de
medición contra el potenciómetro de posición de la válvula para conseguir
control proporcional. El arreglo de galvanómetro y fotocelda presentado en esta
figura es un método barato y confiable de conseguir el balance automático del
puente. A continuación se indica su funcionamiento.
El galvanómetro es un medidor centrado en cero. Esto es, si no hay flujo de
corriente a través de él, la aguja regresa al centro de la escala. Si hay un
flujo de comente de izquierda a derecha, la aguja se mueve a la derecha del
centro. Si hay un flujo de corriente de derecha a izquierda, la aguja se mueve
a la izquierda del centro. Conectada a la aguja está una aleta ligera que es
opaca. Dos celdas fotoconductivas están montadas a una ligera distancia de la
aleta por un lado, y dos fuentes de luz están montadas a una ligera distancia
de la aleta del otro lado. Haga referencia al dibujo detallado de la figura 10—22(a). Si la aguja del galvanómetro está centrada, la
aleta cubre ambas fotoceldas, elevando la resistencia de ambas. Si la aguja se
aleja del centro, la fotocelda 1 o la fotocelda 2 se descubrirá, dependiendo de
la dirección del movimiento de la aguja. Al descubrir una fotocelda, su
resistencia cae drásticamente debido a la luz que incide en su superficie. La
resistencia reducida enciende uno de los interruptores transistor izados de la
figura 10—22(b), actuando uno de los relevadores. Los
contactos del relevador entonces operan el motor de la válvula, ya sea para
abrirla o cerrarla, moviendo el potenciómetro de posición de la válvula hasta
que el puente vuelve a balancearse. Cuando el puente es balanceado de nuevo, la
corriente del galvanómetro cae a cero, y la aguja regresa al centro de la
escala. Ambas fotoceldas nuevamente se oscurecen, apagando cualquiera de los transistores
que estuviera encendido. El relevador que ha sido actuado se desactiva, y la
válvula se congela en esa posición en particular.
10-7-4 AcopIamiento y
aislamiento óptico: fototransistores, diodos emisores de luz
En
la figura 1 0—23 se muestran dos maneras de construir
un aislador óptico. En
la figura 1 0—23(a)
se muestra una fuente de luz incandescente estándar y una celda fotoconductiva para lograr el aislamiento, y en la
figura 10—23(b) se muestra un diodo emisor de luz y
un fototransistor para lograr el aislamiento. Veremos algunos usos
industriales de los aisladores ópticos y luego explicaremos la operación de
estos dos diseños. El diseño de la figura 10-23(b)
tiene ciertas ventajas sobre el de la figura 10-23(a),
y estas ventajas se indicaran.
Un aislador óptico es básicamente una interfaz entre dos circuitos que operan
(generalmente) a diferentes niveles de voltaje. El uso industrial más común del
aislador óptico es como convertidor de
señal entre dispositivos piloto de alto voltaje (interruptores límite, etc.) y
circuitos lógicos de estado sólido de bajo voltaje. Los aisladores ópticos
pueden usarse en cualquier situación en la que debe pasarse una señal entre dos
circuitos que están aislados eléctricamente entre ellos. Recuerde, de los
capítulos 1 y 2, que el aislamiento eléctrico entre circuitos (lo que significa
que los circuitos no tienen conductores comunes) muchas veces es necesario para
evitar que el ruido generado en un circuito pase al otro circuito. Esto es
especialmente necesario para el acoplamiento entre circuitos de alto voltaje de
recopilación de información y circuitos lógicos digitales de bajo voltaje. Los
circuitos de información casi siempre están muy expuestos a fuentes de ruido, y
los circuitos lógicos no pueden tolerar señales de ruido.
El método de acoplamiento óptico elimina la necesidad de contactos controlados
por solenoides o transformadores de aislamiento, que son los métodos
tradicionales para proporcionar aislamiento eléctrico entre circuitos.
Refiérase a la sección 1-7 y a la figura 1-12 para repasar esos métodos.
Aislador/acoplador óptico de foco incandescente
y celda fotoconductiva. El aislador óptico de la
figura 10—23(a) tiene un foco incandescente conectado
en serie con un resistor de
protección. Esta combinación en
serie está conectada a través de un dispositivo piloto a una señal de 115 V. Sí
el dispositivo piloto está abierto, no habrá aplicación de
potencia al foco incandescente, por lo que
se extinguirá. La celda fotoconductiva,
aislada de la luz exterior, se irá a una resistencia
muy alta, permitiendo la elevación de la señal de la base del transistor. El interruptor transistorizado se enciende, bajando a Vsalida al
voltaje de la tierra, es decir un 0 lógico.
Si se cierra el dispositivo piloto, se aplica potencia al foco, haciendo que
brille. La resistencia de la celda fotoconductiva disminuye, llevando el voltaje de la base por debajo de 0.6
V. El transistor se apaga y permite que
el colector se eleve a + Vcc, un 1 lógico. Por tanto, si hay una señal de entrada de 115 V. el
circuito presentara un HI lógico. Si no hay una señal de 115 V
presente. El circuito presentará
un LO lógico.
EI método de acoplamiento óptico es superior en muchas aplicaciones, pues
elimina algunas de las
características menos deseables de los
relevadores y los transformadores. Los relevadores y los
transformadores tienen ciertas imitaciones como acopladores y aisladores, principalmente:
1. Son bastante caros.
2. Son más voluminosos y pesados que los dispositivos ópticos.
3. Crean campos magnéticos y señales transitorias de conmutación que pueden ser
la fuente de ruidos eléctricos problemáticos.
4. Los contactos de los relevadores pueden provocar chispas, que son muy
indeseables en ciertas situaciones industriales.
EI acoplador lógico funciona bien tanto
con señales de alto voltaje de ca como de CD. Por esta razón, a los
convertidores de señal que usan acoplamiento óptico se les llama a veces
convertidores universales de señal.
Aislador/acoplador óptico de LED
y fototransistor. En la figura 10—23(b) se muestra
un aislador/acoplador óptico que
usa un LED y un fototransistor en lugar de un foco incandescente y una celda
fotoconductiva. Un LED es un diodo semiconductor que emite luz cuando lleva
corriente con polarizacion en directa. El voltaje de ruptura de un LED es mayor
a 0.6 V, ya que los LED no están
hechos ele silicio como los diodos rectificadores. Generalmente tienen voltajes
de ruptura en directa del rango de 1
Un LED visible no es muy brillante en comparación con, por ejemplo, un foco de
6 V del número 44. Algunos LED ni siquiera emiten una luz visible, sino que
emiten una luz infrarroja invisible al ojo humano. Por supuesto, tales LED deben usarse con fotodetectores
sensibles a la radiación infrarroja. En los acopladores ópticos comerciales,
esta es la práctica común, ya que de todos modos no se requiere que un humano
vea la luz. También, los LED infrarrojos son más eficientes que los LED
visibles, pues convierten más de su energía eléctrica en luz y menos en calor.
Un fototransistor es un transistor semiconductor que responde a la intensidad
de la luz en su lente, en lugar de a su corriente de base. Los fototransistores
pueden responder tanto a la luz incidente como a su corriente de base. El
fototransistor de la figura 10—23(b) no tiene una
conexión de base, por lo que responde únicamente a la luz. Las flechas
onduladas que apuntan hacia la localidad de la base simbolizan que el
transistor es un fototransistor.
En la figura 10—25 se muestran las curvas
características de un fototransistor típico. Note que la familia de curvas
representa diferentes valores de densidad de potencia luminosa (el término
formal es irradiación), no
diferentes valores de corriente de base. Los fototransistores no tienen una
respuesta tan lineal como la de los transistores de unión. Observe el espaciado
inconsistente de las curvas, que indican una relación no lineal entre la
corriente del colector y la intensidad de la luz.
La combinación LED-fototransistor de la figura 10—23(b)
tiene algunas ventajas importantes sobre la combinación foco-celda
fotoconductiva de la figura 10—23(a):
1. Un LED tiene una vida extremadamente grande en comparación con un foco de
cualquier tipo. Un LED emitirá luz por siempre si se opera a la corriente
correcta; un foco incandescente será bueno si dura 10,000 horas.
2. Un LED puede soportar las vibraciones y golpes mecánicos del ambiente
industrial mucho mejor que un foco de filamento, proporcionando mayor
confiabilidad.
3. El LED y el fototransistor tienen una respuesta más rápida que un foco y una
celda fotoconductiva. Esto puede ser una ventaja para ciertas aplicaciones de
conmutación de alta frecuencia.
Por supuesto, no hay razón por la que no se puedan
combinar un LED con una celda foto- conductiva común, y a veces se hace. Sin
embargo, generalmente una fuente de luz LED es combinada con un fototransistor
detector de luz, dado el mejor apareamiento entre sus velocidades de operación
y entre sus longitudes de onda de emisión y detección de luz.