Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Photodioden Responsivity Formel?


von Tim (Gast)


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Hallo -
ich beschäftige mich momentan mit Photodioden und mir ist aufgefallen, 
dass in den Datenblättern ein Diagramm zur sogenannten "responsivity " 
angegeben ist, welcher den Photostrom je nach Wellenlänge beschreibt.

Kann mir evtl. jemand erläutern, wie man die Kurve mit Hilfe einer 
Formel abbilden kann? Gefunden habe ich folgende:

R = Id/P

R   := A/W Wert
Id  := Photodiodenstrom
P   := ? - Wahrscheinlich hat dieser Parameter etwas mit der Wellenlänge 
und dem Materialeigenschaften der PD zu zun?

MfG

von Purzel H. (hacky)


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Es wird ein Graph gegeben sein, also sollte man mit einem Polynomfit 
dabei sein.

von Georg (Gast)


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Siebzehn F. schrieb:
> Es wird ein Graph gegeben sein, also sollte man mit einem Polynomfit
> dabei sein.

Nicht nur das, ein grosser Teil der Typen ist mit Filtern an die 
Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges angepasst. Das ist eine 
ganz und gar unphysikalische Funktion.

Georg

von DerChef (Gast)


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Ist ein Polynomfit auch. Macht aber nix. Geht nämlich trotzdem.

von Wolfgang (Gast)


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Georg schrieb:
> Das ist eine ganz und gar unphysikalische Funktion.

Was ist an spektralen Eigenschaften von Filtern unphysikalisch?

von Georg (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Was ist an spektralen Eigenschaften von Filtern unphysikalisch?

Um die geht es ja überhaupt nicht, sondern um das menschliche Farbsehen, 
die Filter sollen das nur nachahmen. Da gibt es end- und fruchtlose 
Diskussionen darüber, dass Farbe keine physikalische Eigenschaft ist 
oder wahlweise auch garnicht existiert, aber DAS Fass sollte man in 
diesem Thread wirklich nicht aufmachen.

Georg

von Lexikon (Gast)


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Hilft dir weiter:
Hewlett Packards "Fiber Optics Handbook"
Seite 111

von Tim (Gast)


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Das habe ich mir auch bereits überlegt die Kurve mit Hilfe eines 
Polynoms zu rekonstruieren aber ich dachte das es dort evtl. eben je 
nach Material der PD eine Formel gibt oder ich etwas in den (meiner 
Meinung nach sehr mageren) Datenblättern übersehen habe...

Also muss ich Punkte aus dem Diagramm entnehmen und damit arbeiten?
Weil die kann man zum Teil je nach PD bzw. Datenblatt nur abschätzen 
beim Ablesen.. :(

von Peter R. (pnu)


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Die einfachste Methode, Licht zu messen, ist die vom Licht übertragene 
Leistung. Ein Thermoelement (bzw.Bolometer) kann genau die auf einer 
Bezugsfläche auftreffende Leistung bestimmen.

Da ist die Leistung von Photonenzahl/sec und Wellenlänge proportional 
abhängig . (Im Hinterkopf hab ich die Zahl von 600mA/W )

Erst beim Übergang zu Lux kommt die physiologische Komponente dazu.

Deshalb hat bei IR-Licht nur die Angabe mA/W einen Sinn, nicht aber die 
Angabe mA/ Lux und m²

Auch in der Photovoltaik gibt man die Sonnenleistung als kW/m² an, eben 
die Solarkonstante 1,4....kW/m² außerhalb der Atmosphäre und die etwa 
1kW/² an der Erdoberfläche bei vollem Sonnenschein.

Die Empfindlichkeitsangabe in mA/Lux wäre bei Photozellen nur dann 
sinnvoll, wenn ihre Empfindlichkeit durch ein Farbfilter der des Auges 
angenähert wäre.

: Bearbeitet durch User
von Jemin K. (jkam)


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Tim schrieb:
> Also muss ich Punkte aus dem Diagramm entnehmen und damit arbeiten?
> Weil die kann man zum Teil je nach PD bzw. Datenblatt nur abschätzen
> beim Ablesen.. :(

Ja, musst Du. Viele Dioden sind aber einfach nur die normale 
Empfindlichkeit von Siliziumdioden, da findest Du vielleicht auch direkt 
eine online-Tabelle zum Übernehemen.

>Die einfachste Methode, Licht zu messen, ist die vom Licht übertragene
>Leistung. Ein Thermoelement (bzw.Bolometer) kann genau die auf einer
>Bezugsfläche auftreffende Leistung bestimmen.

Erklär doch mal bitte was dieser Käse mit der Frage des TE zu tun hat! 
Wenn er die Responsitivity verwenden will, wird er ja wohl die 
Wellenlängenzusammensetzung seines Lichts kennen. Außerdem sind 
Bolometer ganz sicher nicht "die einfachste" Methode Licht zu messen. So 
ein Schwachsinn. Die "einfachste" Methode ist eine LED als Photodiode zu 
missbrauchen. Deine Bolometer sind sowas von unempfindlich, das macht 
nur bei Lasern und ähnlichem Sinn. Und selbst wenn, sagt Dir eine 
optische Leistung immer noch nichts über die Helligkeit aus! Deshalb 
gibt es ja die Lux und Lumen!

von Didi S. (kokisan2000)


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Hallo Tim,

das mitgeschickte Polynom beschreibt die Responsivity in A/W/m² ein 
Reinsiliziumdiode vermessen von der PTB. Ich habe das Polynom vor vielen 
Jahren erzeugt und arbeite bis heute mit dem Polynom und der Diode. 
Anbei schicke ich auch ein Bild vom Verlauf des Polynoms im Vergleich zu 
den Messergebnissen und den Fehler zwischen Messung und Polynom.

Gruß
kokisan

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