Come Usare un Fotodiodo: Test e Polarizzazione Inversa (Reverse Bias)

Un fotodiodo è l'esatto opposto di un LED. Invece di emettere luce, assorbe luce e produce corrente. Questa corrente aumenta se si applica tensione al fotodiodo: processo chiamato polarizzazione inversa (reverse bias). Tecnicamente, il fotodiodo è polarizzato inversamente: la tensione viaggia da catodo ad anodo (direzione opposta al LED). La corrente prodotta è chiamata "corrente inversa" e dipende dalla luminosità. Il fotodiodo è molto utile: con pochi componenti, fa da interruttore sensibile alla luce per accendere/spegnere porzioni di circuito.

Materiali Necessari

• Breadboard (basetta forata) con cavetti collegamento
• Multimetro digitale
• Fotodiodo generico (2 pin)
• Batteria 9V
• Connettore snap 9V
• Resistore 100 Ω

Test Fotodiodo SENZA Polarizzazione (Modo Fotovoltaico)

Passo 1: Inserimento Fotodiodo

Inserite il fotodiodo nel breadboard. Orientamento gambe (pin) non importante.

Passo 2: Resistore di Carico

Inserite il resistore 100 Ω e collegate ogni gamba a una gamba del fotodiodo.

Passo 3: Collegamento Multimetro

Collegate le sonde del multimetro ai capi del resistore.

Passo 4: Misura Tensione (Modalità mV)

Impostate il multimetro sulla minima scala tensione (millivolt). Vedrete lettura bassissima.

Passo 5: Test Ombra/Luce

Coprite e scoprite il fotodiodo con la mano. Osservate cambio lettura tensione. Dovrebbe diminuire coprendo e aumentare scoprendo.

Polarizzazione Inversa (Reverse Bias) - Modo Fotoconduttivo

Passo 6: Identificare Anodo

Inserite fotodiodo nel breadboard e notate posizione gamba più lunga (anodo). Quella corta = catodo.

Passo 7: Collegamento Batteria (Polarità Inversa)

Collegate filo ROSSO (+) dello snap 9V al CATODO (gamba corta) del fotodiodo.

Passo 8: Circuito Completo

Collegate una gamba del resistore 100 Ω all'ANODO (gamba lunga) del fotodiodo. L'altra gamba del resistore al filo NERO (-) dello snap 9V.

Passo 9: Misura

Collegate sonde multimetro ai capi del resistore.

Passo 10: Test con Polarizzazione

Coprite e scoprite il fotodiodo, osservate lettura. Otterrete tensione molto più alta col fotodiodo polarizzato inversamente. Potreste dover alzare la scala tensione del multimetro.

Teoria: Due Modalità di Funzionamento

Applicazioni Pratiche

• Interruttore luce: attiva relè/transistor quando luce > soglia
• Ricevitore telecomando IR (fotodiodo PIN + filtro IR + demodulatore 38kHz)
• Barriera fotoelettrica (sicurezza, conteggio oggetti)
• Misura intensità luce (luxmetro) - modalità fotovoltaica calibrata
• Encoder ottici (rotativi/lineari)
• Monitoraggio potenza laser / fibra ottica
• SpO2 (ossimetria): fotodiodo + LED rosso/IR

Parametri Chiave per Scelta Fotodiodo

• Lunghezza d'onda picco (λp): es. 850nm (IR), 940nm (IR), 550nm (visibile)