Detector de Arreglo de Diodos

DETECTOR DE ARREGLO DE DIODOS (DAD  – DIODE ARRAY DETECTOR) El detector de arreglo de diodos (diode array) fue introducido a mediados de los años 1970. Es una variación de los detectores de la región ultravioleta. El desarrollo de los detectores que cuentan con arreglo de diodos es un gran avance en la espectrofotometría UV. Poseen un nuevo sistema óptico e introducen el concepto de integración total del detector, microprocesador y procesamiento de datos. La base del funcionamiento de los espectrómetros de arreglo de diodos es simple: el haz de radiación que ha atravesado la columna cromatografía, es dispersado por medio de una red de difracción fija, siendo recogidas simultáneamente todas las longitudes de onda dispersadas mediante una matriz de fotodiodos.

Utilizan una óptica invertida respecto del convencional: Toda la luz de la fuente atraviesa la muestra, y luego es dispersada, en lugar de una ranura de salida, tiene en el plano focal un dispositivo que integra en un pequeño circuito varios cientos de detectores tipo fotodiodo de silicio. El número de elementos varía actualmente entre 64 y 4096, siendo los más comunes 512 y 1024 elementos. Este detector se compone de una serie de diodos fotosensibles lado a lado y aislados unos de otros en forma de capas múltiples sándwich. Cada diodo tiene un espesor muy pequeño y la salida de cada uno se puede escanear, almacenar y posteriormente procesadas por un ordenador en un numero de maneras diferentes.

El uso común de una red de diodos es controlar la luz que ha pasado por una célula del sensor de líquido como en un detector de cromatografía liquida multi  – longitud de onda. La fuente de luz es generalmente policromada (puede ser una lámpara de deuterio) y después de pasar por la celda, la luz es dispersada por un prisma de cuarzo o una rejilla de difracción en la superficie de la matriz de diodos. Por lo tanto cada diodo recibirá luz de una longitud de onda diferente a la recibida por su vecino. Estas longitudes de onda más útiles en gama de cromatografía liquida de alrededor de 210 a 330 nm, y por tanto, un número suficiente de diodos deben incorporarse en la matriz a(al menos) cubren este rango de longitudes de onda. Muchos compuestos orgánicos tienes espectros característicos de la UV que se pueden utilizar para ayudar a identificar la sustancia que pasa por la célula del sensor. Un detector de silicio consta de una unión  pn polarizado inversamente montada en un chip de silicio. La polarización inversa crea una zona de despoblación que reduce casi a cero la conductancia de la unión. Sin embrago si se permite que la radiación incida sobre el chip, se forman en la zona de despoblación huecos y electrones que, al moverse a través del dispositivo, dan lugar a una corriente que es proporcional a la potencia radiante. Los diodos de silicio son más que un fototubo de vacío, pero menos sensibles que un tubo fotomultiplicador. Los fotodiodos presentan un intervalo espectral de 190 a 1100 nm aproximadamente.

Los fotodiodos constituyen una parte de un circuito integrado a gran escala montado sobre un único chip de silicio. Cada elemento consiste en una barra de tipo p difundida en un sustrato de silicio de tipo n para originar una región superficial consistent e en una serie de elementos intercalados que tiene n dimensiones típicas de 2,5 por 0,0025mm.

El circuito integrado constituido por una serie de diodo, dispone también de un condensador de un condensador de almacenamiento y un conmutador para cada diodo. Inicialmente se cargan los capacitores a un nivel especifico cuando los fotones penetran al silicio se generan electrones libre, de descargan los capacitores. Los capacitores son recargados a intervalos regulares que representan el periodo de medición para cada ciclo de barrido. La cantidad de carga necesaria para recargar los capacitores representa en número de fotones detectados por cada diodo y es proporcional a la intensidad de la radiación electromagnética incidente. Midiendo la variación de la intensidad de radiación sobre todo el intervalo de longitudes de onda, se obtiene el espectro de absorción.

Mediante la selección adecuada del diodo, la longitud de onda de la luz en la que hay mayor absorción puede ser selectivamente supervisada para proporcionar máxima sensibilidad del detector para esa sustancia. Cada elemento de arreglo recibe luz de un rango particular de longitudes de onda y una computadora procesa los datos recibidos.

Las principales ventajas del arreglo de fotodiodos son: Para obtener un espectro no se necesita mover ningún elemento. Los espectros se obtienen casi de forma instantánea Es particularmente importante cuando no hay información disponible de las absortividades molares a diferentes longitudes de onda. Está relacionado con la pureza máxima, ayuda a decidir que pico representa un solo compuesto, o si es un pico de compuestos. Presenta la desventaja de ser menos sensible que la detección por ultravioleta convencional.

Referencias bibliográficas “Principios del análisis instrumental”, Skoog. Quinta edición, pg 181 -183 http://es.scribd.com/doc/39639964/arreglo-de-diodos