{"id":1169,"date":"2025-12-18T08:26:59","date_gmt":"2025-12-18T08:26:59","guid":{"rendered":"https:\/\/photo-detector.com\/?p=1169"},"modified":"2025-12-18T08:27:04","modified_gmt":"2025-12-18T08:27:04","slug":"fotodiodos-de-silicio-frente-a-los-de-germanio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/photo-detector.com\/es\/silicon-vs-germanium-photodiodes\/","title":{"rendered":"Fotodiodos de silicio frente a fotodiodos de germanio: Comparaci\u00f3n b\u00e1sica"},"content":{"rendered":"

Si alguna vez ha tenido que elegir un fotodiodo para un proyecto y se ha quedado mirando las hojas de datos hasta que le han dolido los ojos, no es el \u00fanico. La gran pregunta suele ser: \u201c\u00bfMe decido por el silicio o el germanio?\u201d. Ambos funcionan muy bien, pero son totalmente diferentes dependiendo de la luz que quieras captar. Vamos a explicarlo en lenguaje llano, sin necesidad de un doctorado.<\/p>\n\n\n\n

\u00bfPor qu\u00e9 comparar el silicio y el germanio?<\/h2>\n\n\n\n

Los fotodiodos de silicio est\u00e1n por todas partes. \u00bfLa c\u00e1mara de tu tel\u00e9fono? De silicio. \u00bfLa mayor\u00eda de los receptores de fibra \u00f3ptica? De silicio. Barato, resistente y muy sensible entre 400 nm y 1100 nm. El germanio, en cambio, es un poco m\u00e1s \u201cespecial\u201d. Ve mucho m\u00e1s profundamente en el infrarrojo, hasta alrededor de 1800 nm, por lo que es el m\u00e1s adecuado cuando se trabaja con longitudes de onda de telecomunicaciones de 1310 nm o 1550 nm o cuando se hacen cosas de visi\u00f3n nocturna.<\/p>\n\n\n\n

Un vistazo r\u00e1pido a lo del rango de longitud de onda:<\/p>\n\n\n\n

Material<\/th>Rango de sensibilidad principal<\/th>La respuesta m\u00e1xima suele rondar<\/th>Goes Out To (utilizable)<\/th><\/tr><\/thead>
Silicio (Si)<\/td>400-1100 nm<\/td>900-980 nm<\/td>~1100 nm<\/td><\/tr>
Germanio (Ge)<\/td>800-1800 nm<\/td>1450-1550 nm<\/td>~1850 nm<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

S\u00ed, el germanio b\u00e1sicamente se r\u00ede de cualquier cosa m\u00e1s all\u00e1 de 1100 nm y dice \u201cte tengo\u201d.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Sensibilidad y eficiencia cu\u00e1ntica: \u00bfqui\u00e9n gana d\u00f3nde?<\/h2>\n\n\n\n

El silicio se impone en el visible y el infrarrojo cercano hasta los 1.000 nm. La eficiencia cu\u00e1ntica (QE) t\u00edpica de un buen fotodiodo PIN de Si es de 85-95% en torno a los 900 nm. Tenemos algunos Fotodiodos PIN de Si<\/a> en Bee Photon que alcanz\u00f3 0,65 A\/W a 850 nm sin sudar.<\/p>\n\n\n\n

El QE del germanio alcanza picos m\u00e1s bajos -normalmente 70-90% en la regi\u00f3n de 1300-1550 nm-, pero sigue siendo muy bueno para algo que realmente puede ver tan lejos. \u00bfEl inconveniente? El germanio tiene una mayor corriente oscura (fugas cuando no incide la luz), a veces entre 10 y 100 veces m\u00e1s que el silicio a temperatura ambiente. Esto significa m\u00e1s ruido si se trabaja con poca luz y sin refrigeraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

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\"Fotodiodo
\n\n<\/div><\/a><\/div><\/div>\n\n\n\n

Fotodiodo PIN de Si con baja corriente oscura (350-1060nm) PDCC34-001<\/a><\/h2>\n\n
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Bee Photon ofrece un fotodiodo PIN de Si COB compacto con una amplia respuesta espectral (350-1060 nm). Este fotodiodo Chip-on-Board presenta una baja corriente oscura, ideal para aplicaciones integradas y con limitaciones de espacio.<\/p>\n\n\t\t\t<\/div><\/div>\n\n\n

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Etiqueta\uff1a<\/span>Chip a bordo<\/a>, <\/span>Paquete COB<\/a>, <\/span>Fotodiodo PIN de Si COB<\/a>, <\/span>Fotodetector compacto<\/a>, <\/span>Sensor miniaturizado<\/a>, <\/span>M\u00f3dulo \u00f3ptico<\/a>, <\/span>Diodo PIN de Si<\/a><\/div><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Ruido y temperatura: la parte no tan divertida<\/h2>\n\n\n\n

He aqu\u00ed algo que aprend\u00ed por las malas en un proyecto para un cliente: la corriente oscura del germanio se duplica aproximadamente cada 8-10 \u00b0C. \u00bfLa del silicio? M\u00e1s bien cada 15-18 \u00b0C. Si su detector va a estar en una caja que se calienta, el silicio suele comportarse mejor sin un refrigerador termoel\u00e9ctrico.<\/p>\n\n\n\n

Cifras reales de Hamamatsu y otras hojas de datos fiables (dominio p\u00fablico):<\/p>\n\n\n\n

Temperatura<\/th>Corriente oscura t\u00edpica de Si (nA)<\/th>Corriente oscura t\u00edpica de Ge (nA)<\/th><\/tr><\/thead>
25 \u00b0C<\/td>0.1 - 2<\/td>50 - 500<\/td><\/tr>
40 \u00b0C<\/td>~1 - 10<\/td>500 - 5000<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Por eso, muchas aplicaciones industriales o de exterior prefieren el silicio, a menos que necesiten la longitud de onda m\u00e1s larga.<\/p>\n\n\n\n

Rapidez: \u00bfc\u00f3mo reaccionan?<\/h2>\n\n\n\n

Ambos pueden fabricarse r\u00e1pidamente, pero las estructuras PIN de silicio son m\u00e1s f\u00e1ciles de fabricar con baja capacitancia. Un fotodiodo PIN de Si de 1 mm\u00b2 puede dar f\u00e1cilmente un tiempo de subida <1 ns. El germanio es un poco m\u00e1s lento porque el material en s\u00ed tiene un mayor tiempo de vida del portador y la capacitancia tiende a ser mayor para la misma \u00e1rea activa. Los tiempos de subida t\u00edpicos de los PIN de Ge son de 2 a 10 ns, que siguen siendo rapid\u00edsimos para la mayor\u00eda de los usos en telecomunicaciones o LIDAR, pero no llegan al territorio del silicio.<\/p>\n\n\n\n

Costes reales (precios aproximados de 2025)<\/h2>\n\n\n\n
Tipo<\/th>Precio t\u00edpico (1-99 unidades)<\/th>Precio por mm\u00b2 de superficie activa<\/th><\/tr><\/thead>
PIN de Si est\u00e1ndar (InGaAs no)<\/td>$2 - $15<\/td>~$3-8<\/td><\/tr>
Fotodiodo PIN de germanio<\/td>$25 - $120<\/td>~$30-100<\/td><\/tr>
InGaAs refrigerado (si se alarga a\u00fan m\u00e1s)<\/td>$200+<\/td>El cielo es el l\u00edmite<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

El germanio es realmente entre 5 y 20 veces m\u00e1s caro que el silicio para un tama\u00f1o similar. Si tu jefe te pregunta \u201c\u00bfpodemos utilizar silicio en su lugar?\u201d y solo trabajas a 850 nm o 980 nm, la respuesta casi siempre es s\u00ed, y te ahorrar\u00e1s un dineral.<\/p>\n\n\n\n

Cuando recomendamos el germanio (s\u00ed, ocurre)<\/h2>\n\n\n\n

El a\u00f1o pasado tuvimos un cliente que hac\u00eda OCT (tomograf\u00eda de coherencia \u00f3ptica) a 1300 nm. El silicio era completamente ciego all\u00ed. Cambiamos un fotodiodo de germanio, pero el ruido era m\u00e1s alto de lo que les gustaba, as\u00ed que a\u00f1adimos un peque\u00f1o TEC y un amplificador de transimpedancia dise\u00f1ado por nosotros. Resultado: una relaci\u00f3n se\u00f1al\/ruido 5 veces mejor que la de su anterior intento de silicio. Sonre\u00edan de oreja a oreja.<\/p>\n\n\n\n

Otra divertida: un laboratorio de investigaci\u00f3n mide las l\u00edneas de absorci\u00f3n del vapor de agua en torno a 1650 nm. \u00bfSilicio? No. El germanio dio en el clavo a la primera.<\/p>\n\n\n\n

\"fotodiodos<\/figure>\n\n\n\n

Hoja de decisiones r\u00e1pidas<\/h2>\n\n\n\n

Elige Silicio si:<\/p>\n\n\n\n