Fotodetectores

As bandas de energia mais profundas completamente ocupadas por elétrons são chamadas de bandas de valência, correspondentes aos níveis atômicos de energia mais baixa, levemente afetada pela presença de outros átomos. A banda parcialmente preenchida é chamada de banda de condução.
Um diodo fotodetector é um dispositivo semicondutor que absorve fótons. Quando um fóton encontra um átomo de baixa energia ele transfere sua energia para um dos elétrons da órbita de valência permitindo que esse elétron escape, deixando uma lacuna em seu lugar. Como mostra na Figura 1.
Figura

Fonte : http://www3.fsa.br/localuser/Eletronica/feris/Apostilas/ComOpt-p2.pdf

Podemos dizer então que o elétron saiu da banda energética de valência e se transferiu para banda energética de condução. Quanto mais elétrons transferidos para a banda de condução maior fica a condutividade do componente.
O fotodiodo é construído para permitir que uma luz externa incida sobre sua junção. Neste caso, cada fóton cede sua energia para um dos elétrons permitindo que o mesmo tenha energia suficiente para mudar da banda de valência para a banda de condução. O fóton ao ceder sua energia deixa de existir, podendo dizer que o fóton foi absorvido pelo átomo de baixa energia que abrigava o elétron que se desgarrou.
Eficiência quântica
Se o fóton incidir em átomos de energia superior ele não será absorvido e, portanto, não contribuirá para o aumento de portadores na banda de condução. Sendo assim uma parte dos fótons contribui para o aumento da corrente elétrica e outra parte não. A relação entre os fótons que contribuem e o total de fótons incidentes é chamada de eficiência quântica.
O semicondutor que chega a ter uma eficiência de até 80% é o PIN, onde o I significa intrínseco (semicondutor ideal, sem qualquer influência e/ou impurezas). A inclusão da parte intrínseca tem duas vantagens:
1) O material desta parte contém, quase que exclusivamente, átomos de energia inferior uma vez que não possui