ベストアンサー フォトダイオードについて 2006/11/01 20:31 フォトダイオードによる、光強度－電圧or電流の変換式を教えてください。 できれば、導出過程があれば最高ですが、なくても結構です。よろしくお願いします。 みんなの回答 （1） 専門家の回答 質問者が選んだベストアンサー ベストアンサー imoriimori ベストアンサー率54% (309/570) 2006/11/01 21:45 回答No.1 電流∝光強度 （出力短絡電流です） 電圧∝log(光強度） （出力開放電圧です） 比例定数はフォトダイオード次第です。 導出にさかのぼるには、ダイオードの電圧－電流の式に さらにさかのぼるにはフェルミディラック分布とか拡散の式に行くことになってしまいます。 他の方からもっと詳細な回答があるかもしれませんが、とりあえず以上です。 質問者 お礼 2006/11/01 22:02 ありがとうございます。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育自然科学物理学 関連するQ&A フォトダイオード フォトダイオードの光起電力効果を調べました。 光の入射強度とそのときのフォトダイオードの最大起電力を求めました。 そこから変換効率を求めると、光の入射強度によらず、変換効率はほぼ一定となりました。なぜなのでしょうか？ 変換効率を求める式から考えてもわかりませんでした。 一定になることは式から求めれるのでしょうか？ フォトダイオードの使い方 こんにちは。 既に同じような質問をしたのですが、先の質問で本来尋ねたかったことについて記述をできていなかったので、再度投稿させて頂きます。 規格で強度10mWとなっているレーザーダイオードの光強度を確認するために、浜松ホトニクスのS2281-04というフォトダイオードをSMファイバの直近に持って行って、発生した電流を4.7オームの負荷抵抗に流し、その負荷抵抗にかかっている電圧をロックインアンプ(NF回路の5610B)で測定しています。 測定した電圧と抵抗値から、オームの法則よりフォトダイオードからの電流値を計算し、受光感度より光強度を計算したところ、規格の10mWを大きく下回る5.9mWとなりました。 何故、このように測定値が小さくなってしまうのか。 測定の方法等が間違っているのでしょうが、原因がわかりません。 どうか、ご回答をよろしくお願いします。 フォトダイオードの使い方について こんにちは。 規格で強度10mWとなっているレーザーダイオードの光強度を確認するために、浜松ホトニクスのS2281-04というフォトダイオードをSMファイバの直近に持って行って、発生した電流を負荷抵抗に流し、その負荷抵抗にかかっている電圧をロックインアンプ(NF回路の5610B)で測定しています。 しかし、接続する負荷抵抗の大きさによって、測定した電圧より求められる光強度が大きく変わってしまいます。 例えば、4.7Ωの抵抗を用いた時には測定電圧は6.1mVとなり、これより求めた電流値を受光感度約0.2A/Wで割ると、光強度は5.9mWとなります。 一方、1.1kΩの抵抗を用いた時には測定電圧は267mVとなり、これより光強度を求めると1.1mWとなります。 何故そのようなことが起こってしまうのか、原因がわかりません。 どなたか、お答えをよろしくお願い致します。 天文学のお話。日本ではどのように考えられていた？ OKWAVE コラム フォトダイオードの電流・電圧と光強度の関係 フォトダイオードから電流と電圧を測定し、そこから光強度を求めようとしています。 電流と光強度には比例の関係があることがわかったのですが、 比例係数が分からず行き詰ってしまいました。 比例係数の求め方、もしくは他の光強度の求め方を教えてください。 フォトダイオードの電流 フォトダイオードの回路を検索すると、電源のない回路があります。 GND -- フォトダイオードK フォトダイオードA -- 抵抗 -- GND この場合は、フォトダイオードに光が当たることによって電流が流れ、抵抗によって電圧が励起される、と考えて宜しいのでしょうか？ 外部から電源を与えられたいないため、本当にこれで働くのか？と考えてしまいます。 どうぞよろしくお願いします。 フォトダイオードの並列接続について ２つの場所に照射される光の強度の和を計測するのに、フォトダイオードを並列接続してアンプにつなぐってありですか？PINフォトで逆電圧かけたらどうでしょう？違うフォトダイオードの並列はどうでしょう？ 因みに、やる予定はないですが、直列にするとどうなってしまうかにも興味があります。 フォトダイオードからの電流増幅 現在フォトダイオードからの電流を増幅する回路として電流ー電圧変換回路を考えています。（数百kHz程度の信号電流） ダイオードから出力される電流が数十nAなので、増幅する際ノイズ等の影響が問題となるはずです。そこで （１）電流ー電圧変換回路は反転増幅器で出力が負となるので、電源電 圧もそれを考慮して両電源にすべきなのでしょうか？ （２）このような条件にあったOPアンプを探す場合、OPアンプのどうい った項目に注意する必要があるのでしょうか？（入力バイアス電流 等） （３）グラウンドからの電源等による外部ノイズを軽減するためにはど のような対策をとったらよろしいのでしょうか？ 回答のほうよろしくお願いします！ フォトダイオードの特性の利用方法 こんにちは、フォトダイオードについて勉強している者です。 ええと、フォトダイオードは光照射時には逆方向の電流が流れますよね。でも、順方向電圧を印加した場合、徐々に順方向の電流も流れていって、途中で電流の向きが逆になりますよね。このフォトダイオードの特性は、どういうふうに利用されるかが知りたいです。 それでは、回答よろしくお願いします！ 発光ダイオード(発光素子) フォトダイオード(受光素子) 発光ダイオード(発光素子) フォトダイオード(受光素子) 発光ダイオードの順電流を固定したとき、2素子間の距離とフォトダイオードの回路の出力電圧は反比例の関係にあるのでしょうか？ フォトダイオードの開放電圧 フォトダイオードに光を照射したとき、外部に流れる電流をI、暗電流（拡散電流）をId、光電流をIpとすると、 I=Id-Ip Id=Is*exp{(eV/kT)-1} 、 Is：飽和暗電流 となり、開放電圧VocはI=0と置いて、上式からV=Vocとして、 Voc=(kT/e)ln(1+Ip/Is) が出ます。ここで、光を照射しない（Ip=0）のとき、Voc=0になります。 しかし、フォトダイオードのpn接合には内蔵電位や逆バイアスが印加されており、Voc=0にならない気がします。 おそらく上記の私の説明のどこかに欠陥があるのではないかと思いますが、何がおかしいのでしょうか？ フォトダイオードの受光感度の計算 光については素人で、本など調べたのですが良く分かりませんのでお願いします。 フォトダイオードの特性で受光感度というものがあり、単位は[A/W]です。出力電流[A]を入射光量[W]で割ったものですが、その入射光量の単位が[ルーメン]だとどのように出力電流を計算すればよいのでしょうか。[ルーメン]と[W]の関係が分かりません。 電気の[W]ならば、電流×電圧ということになりますが、光ではどう計算するのでしょうか。 ちなみに、感度0.65[A/W]のフォトダイオードで、受光面が１[平方センチメートル]のものに、1000[ルーメン]の光を当てる（抜けている条件があったらすみません）。 フォトダイオードについて フォトダイオードを逆バイアスした場合、入射した光子から正孔・電子対が形成されて、空乏層の電界によりそれらがｐ型・ｎ型に移動することによって電流が流れる。 では、フォトダイオードを順バイアスした場合、形成された正孔・電子対は、空乏層の電界が弱まっているのでそれぞれｐ型・ｎ型に移動しないのですか？形成されてすぐにその場で消滅するのですか？ 日本史の転換点？：赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム フォトダイオードを用いた可視光の強度測定 フォトダイオードを用いて、可視光の強度の時間変化をパソコンで自動測定しようと思っています。このとき、どのような回路を組めばよいのでしょうか。 オススメのフォトダイオードの型番なども教えていただけるとありがたいです。 埋め込み型フォトダイオードについて フォトダイオードの構造は基本はpn接合です。別に暗電流を抑える意味で pnp型（あるいはnpn）の埋め込み型フォトダイオードがあります。 同時に、このpnp構造（あるいはnpn）では空乏層の厚さがpn構造と比べて厚くなるので 光感度も向上すると思います。しかし、埋め込み型の光感度はpn型より 低い特性があるらしいのです。特に長波長側の光で。 素人感覚では空乏層が厚いほど感度も高いように思います。なぜ 埋め込み型の光感度はpn型より低くなるのでしょうか？ 定電圧ダイオードとは LEDなどの点灯のため、抵抗以外に定電圧ダイオードなるものを使用することがあるそうなのですが、定電圧ダイオードってどういうものなのでしょうか？ いろいろ調べてみてはいるのですが、あるサイトでは電圧を安定にしてくれると書いてあったり、ウィキペディアではツェナー電圧を超えるとツェナー電圧分降圧すると書かれてあったりでよくわかりません。 一応私としては、例えばツェナー電圧が3Vの定電圧ダイオードがあったとして、その定電圧ダイオードに3.5Vを逆バイアスさせるとながれる電流の電圧が3Vになり（定電圧ダイオードが0.5V電圧を降圧させる）、2.4Vなどツェナー電圧に満たないものはそのまま降圧せずに電流を流すという風に解釈していますがどうなのでしょうか？ また、定電圧ダイオードのツェナー電圧が3Vで、電源電圧が3V以上ならば、その先につなぐ負荷（定格3Vの機器など）の定格消費電流などにかかわらず、定電圧ダイオードは一定の電圧で電流を流し続けてくれるのでしょうか？わかりにくくてすいませんが、解答よろしくお願いします。 ダイオードについて ダイオードは順方向電圧をかけることで電流が流れますが、 順方向でも、ある程度の電圧を加えるまでほとんど電流が流れないですよね。 この理由を教えてください！ フォトダイオードのノイズ はじめまして。 今フォトダイオードからのノイズに悩んでいます。 フォトダイオードからオペアンプを用いてIV変換を行っています。 ですが、7mV程度のノイズがのってきて、大体5MHz位の周波数をもっています。 このノイズは何なのでしょうか？ちなみに位相補償はしていません。 IV変換で用いた抵抗は10MΩで、オペアンプはOP249 フォトダイオードは浜松ホトニクスのS4349です。 (http://jp.hamamatsu.com/resources/products/ssd/pdf/s4349_kmpd1007j02.pdf) よろしくお願い致します。 ダイオードと熱の関係 ダイオードに電圧をかけて流れる電流を測るときに、常温でダイオードに電圧をかけるよりも、ダイオードを指で触ったりしていたほうが電流が多く流れるのはなぜなのですか？ 高感度フォトダイオード 100nW程度の全光量(DC成分)及び，そこから±1nW程度の微小な光量の変化を捉えたいと思っています。検出光シグナルの波形維持のため周波数は1kz程度は欲しいですが，応答性（遅れ）は考慮していません。 例えば1[A/W]の感度のフォトダイオードを利用した場合，1nA程度の電流変化があるかと思いますが，これを検出するための電流電圧変換，増幅回路など駆動回路の設計法で困っています。 これまで，逆バイアスで使用し，２段でオペアンプを用いて100000倍にして使用していたのですが，応答性がいらないなら抵抗だけの電流電圧変換でも良いのではと言われました。精度なども含めてどちらが良いのでしょうか？ またその他に，ノイズも増幅されてしまうことや，DC成分も必要なのに増幅しすぎて時々飽和してしまうこと，できれば今後，オペアンプを単電源(5V)で駆動させたいことなどの問題もあるのですが，みなさんはどのように対策なさっていますか？ また上記のような感度や精度を必要とする受光量検出の場合，より安定して検出を行うにはどのような回路が相応しいのでしょうか。 （参考書や参考サイトでも良いですので何かご存じでしたらご教授下さい。） なぜダイオードに・・・ なぜダイオードに逆電圧をかけても、微妙に電流が流れるのでしょうか？ 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば？ Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市（長野県）在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ 学問・教育 自然科学 理科（小学校・中学校）化学物理学科学生物学地学天文学・宇宙科学環境学・生態学その他（自然科学） カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル？プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す！格安SIMと端末選びのポイントは？ 友達って必要？友情って何だろう 大震災時の現実とは？私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ！負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる！ OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など
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