P-N結合が、光によって破壊されるということを、聞きました。
フォトダイオードが、劣化する詳細を教えてください。
できれば、フォトダイオードの仕組みから知りたいです。
参考文献やその他情報ソースがあれば、教えてください。

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A 回答 (1件)

直接的な回答ではありませんが、以下の参考URLサイトは参考になりますでしょうか?


1.http://www.nagano-eikouken.or.jp/jyoho/h11/h11_9 …
(紫外線Bの測定)
2.http://www.alab.t.u-tokyo.ac.jp/~ando/mesnote4.htm
(測定系の構成と信号処理)
3.http://www.omninet.co.jp/workshop/labortry/EL951 …
(RS-232Cデータ通信)
4.http://www.geocities.co.jp/Technopolis/8931/inde …
(金の指輪・銀の指輪の似非科学)
5.http://www.jssp.co.jp/f_bunko/bunko25.html
(半導体レーザーと光計測)
少し古いようですが・・・?
6.http://www.optronics.co.jp/tosyo/zairyo.htm
(光機能材料マニュアル)
7.http://www.optronics.co.jp/tosyo/seimitu.html
(光デバイス精密加工ハンドブック)
-------------------------------
情報通信の新時代を拓く―高周波・光半導体デバイス  上田大助∥監修・著  伊藤国雄∥〔ほか〕著  電子情報通信学会∥編
出版地 :東京
出版者 :電子情報通信学会
出版年月:1999.12
資料形態:316p  22cm  5200円
注記  : 東京 コロナ社(発売)
件名  : 半導体/ 高周波/ 光通信
ISBN:4885521653
NDLC: ND371
NDC : 549.8
-------------------------------
本題の「劣化」に関しては適当なものがHITしませんでした。

ご参考まで。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。pn結合をよく理解することができ、
尚、太陽放射のフォトンエネルギーと化学結合の関係を考えると
ある程度の、推論ができました。
誠に、ありがとうございました。

お礼日時:2001/02/14 20:02

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例えばDC12V、40mA程度で動作する小型リレーとフォトダイオードを直列に接続しDC12Vを印加した状態でフォトダイオードに光を当てると、リレーは動作するでしょうか。
フォトダイオードの単純な使い方などがあれば教えて下さい。

Aベストアンサー

フォトダイオードの原理は下記サイトを参照ください。
>例えばDC12V、40mA程度で動作する小型リレーとフォトダイオードを直列に接続しDC12Vを印加した状態でフォトダイオードに光を当てると、リレーは動作するでしょうか。
動作しません。
光量に反応するのですから、微弱な検出電流が発生するので、この電流を電圧などに変換増幅してリレーなどを駆動しなければ、直接の駆動はできません。
フォトダイオードの特性を発展したもので、太陽電池パネルがありますが、これならば何枚か接続すれば12Vの電圧を発生して小型リレーを駆動できます。

>フォトダイオードの単純な使い方などがあれば教えて下さい。
一番簡単なのは光量の変化を電流計で振らす照度計でしょうね。
CDS素子を使った照度計や露出計が既にありますが、
身近なところでは、TVのリモコンの受光部に使われて釦操作で遠隔操作が可能になっています。

フォトダイオード
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%88%E3%83%80%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%89

フォトダイオードの原理は下記サイトを参照ください。
>例えばDC12V、40mA程度で動作する小型リレーとフォトダイオードを直列に接続しDC12Vを印加した状態でフォトダイオードに光を当てると、リレーは動作するでしょうか。
動作しません。
光量に反応するのですから、微弱な検出電流が発生するので、この電流を電圧などに変換増幅してリレーなどを駆動しなければ、直接の駆動はできません。
フォトダイオードの特性を発展したもので、太陽電池パネルがありますが、これならば何枚か接続すれば12Vの電圧を発生して...続きを読む

Q素子間距離の長いフォトダイオードまたはフォトトランジスタを探しています

素子間距離の長いフォトダイオードまたはフォトトランジスタを探しています
フォトダイオードまたはフォトトランジスタを半円状に数個置き、赤外線の一番強い光で赤外線を当てている人の方向がわかる物を作ろうとしているのですが、この装置は可能でしょうか?

また、フォトダイオードまたはフォトトランジスタで素子間距離が100mm以上のものは存在しますか?
今現在は、東芝が出している、「TPS611」という素子が一番素子間距離が長いですが500mm~1000mmの物を探しています。

わかりにくい質問で申し訳ございません。

Aベストアンサー

点光源だと距離の2乗に反比例して信号が小さくなります。60cmというのは
十分な距離だとお考えですか? 0.5μAというのはとんでもなく小さな
値とは言えません。センサ出力ってそんなモノです。(直接ロジックICを
駆動したいのなら2cmとかの近距離でmAくらいの電流を流す)

大した根拠はないですが、100kΩくらいの負荷抵抗にして、TL061などの
OPアンプで20倍くらいアンプし、マイコンのADで読むのが良さそうです。


売り物にするのでなければ、寿命を多少犠牲にして赤外LEDに大きな電流を
流すか、LEDの数を増やすか、何らかの方法で光源を明るくするのが
最もトラブルの少ない方法です。

焦電センサーも安いですから一度検討してみることをお薦めします。

Q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?

Aベストアンサー

ANo.1 です。
光量の減衰ですので、No.2 様の指摘の様に距離の「2乗」に反比例しますね。

昔、適度なフォトカプラが無く自作して利用の際、低輝度側が底打ち状態や変動する現象の問題で悩んだ事があります。
原因は受光側に外光が漏れ込み、黒の遮光材で作った筒で発光側と受光側を結合し外光を遮断したのと、
増幅回路中にある波形クランプ用Diが透明のガラス管封じでフォトダイオード動作しており周囲の明かりで変動したので、黒マジックで外装を塗り潰した経験があります。

部品種類が豊富な現在は無用な心配事ですが、参考になれば幸いです。
 

Qフォトダイオードの使い方に関する質問

http://jp.hamamatsu.com/resources/products/ssd/pdf/s7379-01_etc_kmpd1053j06.pdf

例えば上記のフォトダイオードでは受光部位が4つに分かれていますが、もし4つを2つにして使いたい場合4つあるアノードを2つずつ接触させて使えば良いのでしょうか?

Aベストアンサー

アノードとアノードを直接つないで良いと思います。
対角どうしをつなぐのであれば、カソードもつなぐ必要があります。

フォトダイオードの構成によっては、もともと2つ入りの素子もある
はずです。

Q現在LM3915を6個とLM358を3個をDC15Vで駆動してますがL

現在LM3915を6個とLM358を3個をDC15Vで駆動してますがLEDを全部光らせると3915が結構熱くなります。

ヤバそうですか?

因みに6個のLEDアレイをDC6Vで駆動しています。

Aベストアンサー

>LM3915とLM358はDC15Vで駆動し、LEDアレイはDC6Vで駆動してます
それは理解しています。
[1] の回路で、LM358 の電源電圧と LM3915 の 3pin が 15V で、R6 をはずしているということですね。ANo.3で言いたかったのは、[1] の回路図のように、LM358 の電源電圧と LM3915 の 3pin も 6Vにしたほうがいい(15V電源にする必要ない)ということです。

[1] の回路図のように、R7 = 1kΩ ならば、Vref = 1.25V で、1個のLED電流は 13mA になります(LED電流は前の見積もりよる少し多い)。Vref = 1.25V なら、入力信号(LM358の出力)の最大値(フルスケール)が 1.25V なので、LM358 を 6V で動かしても問題ありません。だったら、LED用の6Vを全ての電源電圧にしたほうがいいのではないでしょうか。その場合、18V から 6V を作るのに、レギュレータを使うと電力の無駄なので、スイッチングACアダプタかDC-DCコンバータを使ったほうが省エネになるということをANo.3で言いたかったわけです。

[1] http://www.zea.jp/audio/aum/aum_01.htm

>LM3915とLM358はDC15Vで駆動し、LEDアレイはDC6Vで駆動してます
それは理解しています。
[1] の回路で、LM358 の電源電圧と LM3915 の 3pin が 15V で、R6 をはずしているということですね。ANo.3で言いたかったのは、[1] の回路図のように、LM358 の電源電圧と LM3915 の 3pin も 6Vにしたほうがいい(15V電源にする必要ない)ということです。

[1] の回路図のように、R7 = 1kΩ ならば、Vref = 1.25V で、1個のLED電流は 13mA になります(LED電流は前の見積もりよる少し多い)。Vref = 1.25V なら、入力信号...続きを読む

Q発光ダイオードとレーザダイオードの違い

 先日、発光ダイオードの発光スペクトルの測定実験を行いました。分光器を用いて光の波長を変化させて、発光ダイオードの光強度を測定し、横軸に波長を、縦軸に光強度をとりグラフに描くという実験です。
 そこで聞かれたのが、「発光ダイオードとレーザダイオードの光波長分布の違いは何か」というものです。光波長分布は発光スペクトルのことだと思うのですが、この両者の違いは何でしょうか。発光の原理の違いとあわせて解説よろしくおねがいします。

 
 ちなみに測定の結果ですが、分光器の波長を620[nm]から750[nm]まで5[nm]刻みで変化させたときの発光ダイオードの光強度は、620[nm]時の光強度から徐々に上昇していき、675[nm]で光強度がピークとなりました。その後は725[nm]までは徐々に減少していきましたが、730[nm]からは再び上昇に転じました。

Aベストアンサー

課題は自分で調べないと勉強になりませんよ。
まずレーザーとは何か?
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B6%E3%83%BC

発光ダイオードとは何か?
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%99%BA%E5%85%89%E3%83%80%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%89

そして半導体レーザーとは何か?
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B6%E3%83%BC%E3%83%80%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%89

関連項目も読んでみてください。

Q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。

Aベストアンサー

ほんとにフォトダイオードからのノイズなんですか?
もしかしてフォトダイオードをつながない場合はその雑音は見えない、だからフォトダイオードからのノイズと判断したということですか?
そしてスペクトルは5MHz付近に集中しているということですね。
だとしたら、ノイズではなくて発振っぽく思えますが。フォトダイオードの接合容量のために帰還信号の位相が回ってしまえば発振しやすくなります。
発振ならば、次のようなことをまずやってみるべきでしょう。
位相補償
フォトダイオードとオペアンプの間に多少抵抗を入れる。
帰還抵抗10MΩに多少は帯域制限のCを入れる。

Qフォトダイオード

フォトダイオードについて聞きたいのですが・・・
分光感度特性がわからないので説明していただけませんか?または参考になるURL教えてください。

Aベストアンサー

感度特性はメーカーのカタログに載っています。
例:
http://jp.hamamatsu.com/products/node.do?lang=ja&ext=html&dir=%2Flineup%2Fopto-sensor%2Fpl007%2Fpl020%2Fpd055%2FS5973

分光感度特性の用語の意味をお尋ねでしょうか?下記のページにあるように、感度の波長依存性です。
それぞれの波長に対して、入射光のワット数/出力電流で表されているようです。
http://www.pvsystem.net/~k.otani/ja/data/pvterm/314.htm

Q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。

Aベストアンサー

可視光の測定なら、人の視感度にあわせた可視光フィルタをつけたフォトダイオードを使うのがいいように思います。
例えば、
http://jp.hamamatsu.com/products/sensor-ssd/pd041/pd050/pd051/index_ja.html
のS9219とか。

Q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。)

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...続きを読む

Aベストアンサー

Breakdown voltage が 5V と小さいのでPIN型ではないですね(PIN は30Vくらいの逆バイアス電圧をかけて使います)。PIN型は同じ面積のPN型より Cj が小さいので高速動作が可能ですが、高速動作で重要なのは Cj 自身の大きさです(PIN型でも大面積では Cj が大きくなる)。Cj = 130pF というのは結構大きいですね。この容量だと1kHzのカットオフ周波数を確保するには1MΩ未満の抵抗にする必要があります(その解釈は正しいです)。

>1段目と2段目を別回路にすれば、1段目で1MΩ未満の抵抗で電流電圧変換、2段目でオペアンプによる増幅というのも有りなのでしょうか
フォトダイオード以外の浮遊容量(配線容量など)が130pFに比べて充分小さいときは1段目を抵抗方式としてもいいです(浮遊容量が大きいときはそれに応じて抵抗値を下げる必要があります)。抵抗値が 1MΩ の場合、100nA の光電流は 0.1V の電圧に変換されるので、2段目にオペアンプ増幅回路(電圧利得10倍)を入れれば最終的に 1V の信号になりますので、そういう構成で大丈夫です。抵抗がもっと小さいと、1段目の電圧が小さくなってしまうので、オペアンプで発生するノイズの影響を考慮しなければなりませんが、0.1Vと大きければ、AC成分が1mV 程度になりますが問題ありません(オペアンプのノイズは1kHz帯域で1μVrms程度です)。

Dark current(暗電流)が 0.5 nA と結構大きいので、光が全く入射していなくても 5mV の信号が出てしまうことに注意してください(1MΩの抵抗と電圧利得10倍の増幅器を使った2段構成の場合)。Dark currentはDC電流なので波形には影響しませんがDC成分を抽出するときにはDC成分の100nAのうち0.5nAは信号ではないということを念頭に置いてください。暗電流は周囲温度が高くなるほど、逆バイアス電圧が大きくなるほど増えますので、実際の測定環境で、入射光がない状態での出力電圧を見て確認するといいと思います。

吸光度測定ですか。私も測定したことありますが(市販の装置で)、入射光を変調するとどういう物性が分かるのですか(蛍光寿命測定ではそのような方法がありますね)。

Breakdown voltage が 5V と小さいのでPIN型ではないですね(PIN は30Vくらいの逆バイアス電圧をかけて使います)。PIN型は同じ面積のPN型より Cj が小さいので高速動作が可能ですが、高速動作で重要なのは Cj 自身の大きさです(PIN型でも大面積では Cj が大きくなる)。Cj = 130pF というのは結構大きいですね。この容量だと1kHzのカットオフ周波数を確保するには1MΩ未満の抵抗にする必要があります(その解釈は正しいです)。

>1段目と2段目を別回路にすれば、1段目で1MΩ未満の抵抗で電流電圧変換、2段...続きを読む


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