Detectores de Centelleo y Diodos

DETECTORES DE CENTELLEO

Tipos de emisión:

1. Fosforescente: Emisión continua y lenta.
2. Fluorescente: Emisión rápida.

Tipos de centelladores:

1. Orgánico: Rapidez alta y cantidad de emisión de luz baja.
2. Inorgánico: Rapidez lenta y cantidad de emisión de luz alta.

CENTELLEADOR INORGÁNICO

La emisión de luz depende de la distribución de niveles energéticos.

Partes:

Fotón rayos -----> Cristal centelleo ----> Fotón de luz ----> TFM ----> Señal eléctrica

Detalles del Cristal de Centelleo:

1. Incide radiación ionizante y genera 2 electrones (libre y hueco).
2. El electrón libre se va a la banda de conducción y el electrón hueco se va a la banda de valencia.
3. Electrones libres decaen a donde solo hay impurezas a los niveles energéticos intermedios.
4. Se produce la desexcitación de un nivel intermedio.

Detalles del Tubo Fotomultiplicador (TFM):

• El fotón de luz entra al TFM e interactúa con el fotocátodo, generando los primeros electrones.
• Se generan más electrones de la interacción del dinodo con el electrón.
• Cada dinodo tiene una diferencia de potencial que acelera los electrones y ese valor es igual entre cada dinodo.
• La fuente de alto voltaje es de 1000 volt.
• Los pulsos generados en el TFM van a un contador que incluye un analizador de altura de pulso.

Analizador de Altura de Pulso (PHA):

• Es un circuito.
• El pulso de voltaje es proporcional a la intensidad de luz generada.
• Estima la energía depositada.
• La altura de pulso es proporcional a la energía generada.

DIODOS

Parte 1:

• Es un dispositivo electrónico.
• Permite el paso de corriente en un solo sentido.
• Está fabricado con semiconductores.

Cosas Varias:

• Un electrón del silicio puede escapar de la banda de valencia a la banda de conducción dejando así un electrón hueco.
• Los electrones huecos, que tienen comportamiento de partícula positiva, pueden intercambiar posiciones con electrones que tienen enlaces covalentes adyacentes.

Material Tipo N:

• Es cuando al silicio se le agregan impurezas pentavalentes como el antimonio.
• Al tener muchos electrones libres se mejoran sus propiedades de conducción.
• Si el antimonio deja ir al electrón (o sea, pierde un electrón) va a quedar como un catión.

Materiales de Tipo P:

• Se le agregan impurezas al silicio, pero de tipo trivalentes.
• Por ende, se queda un enlace covalente sin formarse, o sea, hay un electrón hueco.
• El electrón hueco, al tener un comportamiento positivo, permite que se mejoren las propiedades de conducción del silicio.
• Si se une un electrón al espacio donde está el electrón hueco, el boro va a quedar como un anión.
• + tiene un exceso de huecos.

UNIÓN P-N SIN POLARIZACIÓN

• Cuando un electrón libre se encuentra con un hueco se aniquilan.
• Se aniquilan en la zona de unión PN (esto genera que queden descubiertos iones de carga contrario en cada material).
• Quedan aniones en el material tipo P y quedan cationes en el material tipo N (zona de agotamiento, así se llama).
• Los portadores mayoritarios de cada material quedan aislados porque se genera un campo eléctrico en la zona de agotamiento.
• Los portadores mayoritarios no pueden viajar a causa de que se generó un campo eléctrico.

UNIÓN P-N CON POLARIZACIÓN INVERSA

• Es aplicar una zona de potencial inversa.
• Aplicamos una diferencia de potencial pero no circula corriente.
• Fundamento de por qué los diodos no transmiten corriente con polarización inversa.

UNIÓN P-N CON POLARIZACIÓN DIRECTA

• La diferencia de potencial disminuye la zona de agotamiento.
• Se permite el paso de los portadores mayoritarios de un lado hacia otro.