pinフォトダイオードの遮断周波数

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質問者：Ayahara-em
質問日時：2010/11/04 14:09
回答数：1件

pinフォトダイオードの遮断周波数

pinフォトダイオードの遮断周波数について質問です。
「遮断周波数は、光応答の上限」とのことですが、何故「遮断周波数」というのでしょうか？

また、遮断周波数を求める式

f=1/{2π(W/v)}

f:遮断周波数
W:i層の幅
v:飽和ドリフト速度

はどのようにして導出されたものなのでしょうか？

よろしくお願いします；

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回答 (1件)

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No.1ベストアンサー

回答者： electron11
回答日時：2010/11/04 18:53

遮断周波数は光変調時の検出出来る変調波周波数上限を意味します

つまり３dbダウンする変調周波数　３dbダウンする周波数を遮断周波数と言います

光そのものを検出出来るのではありません　変調された光波形を均した外形を検出するのです
検出出力は電流であり光の波形（数百THz）は出ません
光の平均値か実効値が出るのでしょうね？

可視光は数百THzの周波数ですが検出出来る変調周波数上限は20年位前では１～2GHzでした
現在のpinフォトダイオードは数GHzの変調波を検出出来るでしょう

遮断周波数を求める式の導出は　かなり専門的な事で私にも解りません

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この回答へのお礼

electron11さん

回答ありがとうございます。
「3db」の意味がちょっと自分にはわからないのですが、遮断周波数は、応答できる（検知できる）周波数の上限…といった感じでしょうか。

応答しきれない高周波に情報を載せていても検知することができない。
（生成された光キャリアがまだ生きている（流れきっていない）状態で次の光キャリアが生成されてしまうため？）
周波数という単語に、だまされていましたorz

ありがとうございます。

遮断周波数の式の導出については、もしわかる方が居ましたらよろしくお願いします。

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お礼日時：2010/11/05 00:15

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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。

Aベストアンサー

＃１，２様と同じ意見ですが、
別の書き方をします。

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通常は比例則の成立する出力短絡電流を測ります。この場合、負荷抵抗は充分に低くなければなりません。４．７Ωでは充分に低いとは言えないかもしれません。

従って、入力インピーダンスが充...続きを読む

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私が知っている遮断周波数の知識は・・・
遮断周波数とはシステム応答の限界であり、それを超えると減衰する。
＜遮断周波数の定義＞
出力電力が入力電力の1/2となる周波数を指す。
電力は電圧の２乗に比例するので
Vout / Vin = 1 / √2
となるので
ゲインG=20log( 1 / √2 )=-3dB
となる。

ここで、なぜ出力電力が入力電力の1/2(Vout / Vin = 1 / √2)
となるのでしょうか？
定義として見るにしてもなぜこう定義するのか
ご存じの方いらっしゃいましたら教えて下さい。

Aベストアンサー

>ここで、なぜ出力電力が入力電力の1/2(Vout / Vin = 1 / √2)
>となるのでしょうか？
>定義として見るにしてもなぜこう定義するのか

端的に言えば、
"通過するエネルギー"<"遮断されるエネルギー"
"通過するエネルギー">"遮断されるエネルギー"
が、変わる境目だからです。

>遮断周波数とはシステム応答の限界であり、それを超えると減衰する。
これは、少々誤解を招く表現です。
減衰自体は"遮断周波数"に至る前から始まります。(-3dBに至る前に、-2dBとか、-1dBになる周波数があります)

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遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。

ですがよくわかりません。
わかりやすく言うとどういったことなのですか？

Aベストアンサー

>電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると（あるいは下回ると）回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
>導波管で伝送可能な最低周波数（あるいは最大波長）。
>遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。

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