赤外域フォトダイオードの特性の評価方法

質問

前回『赤外域フォトダイオードの短絡電流-照度特性のグラフ』について質問をした者です。
前回の質問で解決しなかった部分をこちらで質問したいと思います。

フォトダイオードの短絡電流－照度特性グラフの評価方法について教えていただきたいです。
前回の質問で、この特性の評価には光源として2856Kタングステン電球を使用している、という事はわかりました。これをもとに自分でいろいろ調べましたが、電球を用いてどのように評価しているのかがどうしてもわからなかったので、この度改めて質問しました。

また、赤外域のフォトダイオードなのに『照度』で記されている(評価されている)点も府に落ちません。(おそらく評価方法に関係しているとは思いますが。)
もしJISやISO規格で評価方法が定められているのであれば、その規格についても教えていただきたいです。

フォトダイオードの特性の評価方法についてご存知の方がおられましたら、どうかよろしくお願いします。

回答No.2

rnakamra · ベストアンサー

>フォトダイオードが光を受光した際に、その光の強度に応じた光電流がどれだけ流れるかを示している。短絡電流－照度特性グラフについてはこのような認識でした。
赤外域を扱っているのであれば、放射照度等の放射量で記したほうが良いのではないかと思ったのですが・・・。

その認識は間違っています。
前回の質問でもそこがわかっていなかったために齟齬があったみたいですね。

短絡電流-照度特性グラフはそのためにあるのではありません。
どれくらいの光電流まで出力のリニアリティがあるのか、それを示しているだけです。
その比例係数を示すつもりなら両対数グラフなどという比例係数を求めることが困難なグラフを使うわけがありません。

前回も言いましたが、放射照度-光電流の関係が欲しい場合は分光感度特性を用います。
対象となる光源のスペクトルがわかっている場合、光源の波長に対する放射照度密度をP(λ)、分光感度特性をA(λ)、フォトダイオードの実効面積をSとすると光電流Iは
I=∫P(λ)A(λ)Sdλ
となりますが、この計算は数値計算で行うほかなく、計算で求めるよりも実測したほうが良いでしょう。

さらに説明しますと、フォトダイオードは放射照度に比例する光電流を出しているのではありません。フォトダイオードの出力は"1秒あたりの光子数"に比例しているのです。
光子1個のエネルギーに波長依存性があるため(波長に反比例します)、同じ放射照度でも1秒あたりの光子の数は波長に比例してしまうため、この数に比例する光電流も当然に波長に比例するのです。(波長に比例していない領域は別の理由、たとえば窓板の透過特性等により変化しています)
放射照度-光電流の関係は波長に依存するため、この二つの比例定数というものを簡単に決定することは出来ないのです。

お礼

回答ありがとうございます。
無事に放射照度-光電流の関係を計算で求めることが出来ました。

前回の質問からお付き合いいただきどうもありがとうございます。

回答No.1

rnakamra

>赤外域のフォトダイオードなのに『照度』で記されている(評価されている)点も府に落ちません。

ではこちらから聞きますが、何が腑に落ちないのでしょうか。
短絡電流－照度特性グラフは何のためにあるものか御存知ですか。

補足

回答ありがとうございます。

フォトダイオードが光を受光した際に、その光の強度に応じた光電流がどれだけ流れるかを示している。短絡電流－照度特性グラフについてはこのような認識でした。
赤外域を扱っているのであれば、放射照度等の放射量で記したほうが良いのではないかと思ったのですが・・・。