IR-LED und Fotodiode unterscheiden

Moin,

ich brauchte die Tage eine Fotodiode und habe deswegen in meinem Kästchen mit gesammelten Schätzen gekramt. Dabei habe ich etliche Exemplare gefunden: klar, leicht violett getönt, schwarz gefärbt (IR-Filter). Violett ist ziemlich sicher IR-LED. Aber die anderen?

Gemessen habe ich die Durchlaßspannung und die Leerlaufspannung im Elementbetrieb (so wird die Fotodiode in der Schaltung verwendet).

Durch den Vergleich mit einer bekannten Fotodiode glaube ich, daß die Durchlaßspannung zur Unterscheidung taugt. IR-LED liegen bei ca. 1.2V, die Fotodiode hatte gut 0.6V. Die Spannung im Element- betrieb war hingegen jeweils fast gleich (ca. 0.6V direkt vor der Leuchtstoffröhre über der Werkbank).

Fragen:

  1. Ist das so korrekt? Kann ich mich darauf verlassen, daß Fotodioden elektrisch wie ein Silizium-PN-Übergang aussehen?

  1. Ist es denkbar, daß eine Fotodiode durch diesen Test (ca. 2mA in Durchlaßrichtung) Schaden nimmt?

Mir ist klar, daß man bestromte IR-LED im (elektronischen) Sucher einer Kamera erkennen kann. Aber ich bin nicht sicher, ob Fotodioden das gut vertragen.

XL

Reply to
Axel Schwenke
Loading thread data ...

Ja.

Bei nullachtfuffzehn Dioden nicht. Sie werden meistens auch so betrieben: Konstantstrom durch und Spannung abnehmen.

Wenn die Photodioden bei 2mA leuchten, dann sind sie ziemlich komische Dinge :-). Bei 2A können sie allerdings leuchten, Dunkelrot und nicht sehr lange :-).

Waldemar

--
My jsme Borgové. Sklopte ¨títy a vzdejte se. Odpor je marný.
Reply to
Waldemar Krzok

"Axel Schwenke" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@xl.homelinux.org...

Richtig

-- Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net homepage:

formatting link
de.sci.electronics FAQ:
formatting link
Lies 'Die hohe Schule der Elektronik' von Horowitz/Hill bevor du fragst. Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.

Reply to
MaWin

Das schon, PN oder PIN, aber ...

Durch Anlegen eines Vorwaertsstroms koennen einige Photodioden hinterher einen erhoehten Leckstrom aufweisen. Ob dieser Schaden was ausmacht haengt von Deiner Anwendung ab, und es tritt auch nicht bei allen Photodioden eine bemerkbare Schaedigung ein bei so kleinen Stroemen. Jetzt will vermutlich mancher Mitleser wissen warum.

Man verzeihe mir deutsche Grammatikschnitzer aber ich versuch's mal: Photodioden haben ueber der Sperrschicht keine dicke Metallbeschichtung wie normale Dioden. Sie haben stattdessen eine hauchduenne Epitaxie-Schicht oder eine "durchsichtige" Metallschicht. Aehnlich wie ein filigraner Damenstrumpf geht sowas rasch kaputt. Wenn Licht die Ladungstraeger und Loecher auseinandertreibt passiert das recht gleichmaessig ueber die Flaeche. Wenn aber die Spannung extern elektrisch angelegt wird gibt es keine Garantie dass sich der Strom gleichmaessig ueber diese Metallflaeche verteilt. Das kann zu lokaler Ueberlastung fuehren, die Sperrschicht wird an diesen Stellen beschaedigt und der Leckstrom steigt.

Um mich nicht mit fremden Federn zu schmuecken: Das habe ich alles von anderen gelernt, Optikspezialisten wie z.B. Phil Hobbs.

Wenn Du den Hersteller nicht kennst oder aus anderen Gruenden nicht fragen kannst taete ich das nicht.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
Reply to
Joerg

Echt? Das habe ich noch nie gesehen. Klingt so wie ein Bekannter der mit dem Feuerzeug nachgesehen hat ob seine gerade mit Kompressionsmuffen gelegte Propanleitung auch dicht ist. Oh, da flaemmelt's, muss wohl was nachgezogen werden ...

Aber einem gewissen Strom leuchtet alles auf :-)

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
Reply to
Joerg

Am 16.04.2012 00:24, schrieb Axel Schwenke:

Hallo,

ich würde den Lichtstrom messen bei starker Beleuchtung mit einer Taschenlampe, Halogenleuchte o.Ä. und die Bauteile mit höherem Strom als Fotodiode verdächtigen.

Bernd Mayer

Reply to
Bernd Mayer

Am 16.04.2012 00:24, schrieb Axel Schwenke:

Silizium Fotodioden schon, andere nicht.

Ich hab welche, die wären da sofort kaputt. Solche wird man aber kaum im Epoxygehäuse finden.

Gruß Dieter

Reply to
Dieter Wiedmann

Naa. Nur nicht übertreiben. Photodioden werden meistens in Sperrichtung betrieben, aber manchmal auch so, wie ich es beschrieben habe. Nur der Bias-Strom ist dann nicht 2mA sondern eher 2nA oder weniger :-).

Allerdings gibt es normalerweise kein Problem die Diode mit dem Multimeter zu testen.

Waldemar

--
My jsme Borgové. Sklopte ¨títy a vzdejte se. Odpor je marný.
Reply to
Waldemar Krzok

Diese Schaltungsvariante habe ich noch nie gesehen. Entweder Element- betrieb, wahlweise als Spannungs- oder (öfter) als Stromquelle (dann mit Transimpedanzverstärker). Alternativ in Sperrichtung und Sperrstrom auswerten.

XL

Reply to
Axel Schwenke

Hallo,

Am 16.04.2012 00:24, schrieb Axel Schwenke:

...[...]...

Kann man durch die Fotodioden 2 mA Konstanstrom jagen ohne das davon Gefahr ausgeht? Notfalls schaltest Du eine Z-Diode oder Reihenschaltung von normalen Dioden parallel um die Spannung zu begrenzen. Wenn ja: Mach das doch einfach und schaue mit der Knipse ob was leuchtet. Dabei die Polung einmal wechseln wenn nix leuchtet und Du solltest auf der Richtigen Seiten sein. Fotodioden kann man auch mit dem Multimeter und einer Lichtquelle testen. Dabei sollte man aber auch beide Polungen ausprobieren.

MfG

Uwe Borchert

Reply to
Uwe Borchert

Silizium-Photodioden emittieren aber, falls überhaupt, auf etwa 1100nm (Bandlücke). Das sieht eine normale Digitalkamera nicht mehr, da i.d.R. ein IR-Sperrfilter fest eingebaut ist.

Dazu müsste man die Kamera schon umbauen, wie man es für die Astrophotografie oder die Diagnose von Solarzellen macht.

Gruß Thomas

Reply to
Thomas Stegemann

So toll sind diese Filter nicht (hat jede Digital-Knipse, es sei denn sie ist explizit für Astro-Fotografie). IR-LEDs von handelsüblichen Fernbedienungen strahlen bei 880-950nm und die kann man ganz gut sehen. Bei 2mA braucht man aber einen sehr dunklen Raum, damit das klappt.

Ich bezweifle aber, daß Fotodioden überhaupt emittieren. Also, bevor der Bonddraht glüht.

XL

Reply to
Axel Schwenke

Genau das frug ich ja. Es scheint nun Konsens zu sein, daß Fotodioden, die in 5mm Verkappung handelsüblich sind, das überstehen. Daß man aber bei höheren Strömen durchaus Schäden riskiert.

Ich werde mich jetzt erstmal an der Durchlaßspannung orientieren, weil exotische Bauteile wie GaAs-Fotodioden wohl eher nicht in meiner Sammlung liegen werden.

Wie schön einfach war das doch früher. Da gab es nur einen Hersteller von so Zeugs. IR-LED waren durchgängig grau eingefärbt, Empfänger hingegen klar

XL

Reply to
Axel Schwenke

So, nachdem heute die Reichelt-Lieferung mit ein paar SFH203 angekommen ist, habe ich ein paar Vergleiche angestellt und möchte euch das Ergebnis nicht vorenthalten:

  1. Zumindest die SFH203 hat einen großen (optisch groß wirkenden) Chip und sieht trotz klarem Gehäuse von vorn fast schwarz aus
  2. Die Fotospannung taugt in der Tat nicht als Diskriminator. Im Gegenteil liegen IR-LED hier tendentiell leicht vorn. An den 10M im 2V-Bereich meines Multimeters sehe ich max. 500mV für die Fotodiode, aber bis >650mV für LEDs.
  3. Der Fotostrom machts! Im 2mA-Meßbereich mit vermutlich 100R Innenwiderstand macht die Fotodiode 50-60µA bei Raumlicht und >1mA in der prallen Sonne. Die LEDs schaffen höchstens 10µA, bei Raumlicht
Reply to
Axel Schwenke

Aah, interessant, sollte mein IR-Fernrohr also einwandfrei sehen. Da werde ich doch mal ein wenig experimentieren müssen :)

-ras

--

Ralph A. Schmid

http://www.schmid.xxx/ http://www.db0fue.de/
http://www.bclog.de/
Reply to
Ralph A. Schmid, dk5ras

Die Fotodiode ist ja auch Si und nicht GaAs wie in der Fernbedienung und Si emittiert bei 1100nm.

Ich kenn das nur von Elektrolumineszensaufnahmen von Si-Solarzellen. Ohne Ausbau des IR-Filters nimmt die Kamera nichts auf.

Nach Umbau kann man was sehen, aber ohne Dunkelkammer und lange Belichtungszeit geht da auch nicht viel.

Da wird dann aber auch ein Strom in Größenordnungen des Kurzschlussstroms durchgeschickt.

Da kommen dann solche Bilder raus:

formatting link

Gruß Thomas

Reply to
Thomas Stegemann

Es ist kein "digitaler Effekt" wo bei manchen Photodioden oder unterhalb gewisser Stroeme ganz ploetzlich gar nichts passiert. Eher graduell. Aehnlich wie ein Kaltstart fuer einen Motor immer schlecht ist, bei -20C eben schlimmer als bei -5C.

Strom ist besser, und wenn es flott im Schalten oder Uebertragen sein soll moeglichst in einen Verstaerker mit Eingangswiderstand nahe Null. Auf gut Englisch ein Transimpedance Amplifier oder TIA.

Und dann gab's die drei Jahre lang nicht weil im Fuenfjahresplan nicht genug ... :-)

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
Reply to
Joerg

0nm=20

Silizium ist ein indirekter Halbleiter. Das hei=DFt, die Bandl=FCcke ka= nn=20 nicht einfach so unter Abgabe eines Photons =FCberwunden werden. Es mus= s=20 zus=E4tzlich eine St=F6rstelle mitspielen, die Impuls aufnehmen kann. B= ei dem Prozess entstehen zwei Photonen, deren Energie in etwa halb so gro=DF i= st wie=20 die Bandl=FCcke. Damit ist das abgegebene Licht im tiefen IR und weit j= enseits=20 der Empfindlichkeitskurve von Si-Photodioden.

Es ist ein Filter eingebaut. Aber bei 1100 nm sind Si-Photodioden berei= ts von Natur aus ziemlich blind.=20

------

--=20 Kai-Martin Knaak tel: +49-511-762-2895=

Universit=E4t Hannover, Inst. f=FCr Quantenoptik fax: +49-511-762-=

2211=09 Welfengarten 1, 30167 Hannover
formatting link

GPG key:

formatting link
get

Reply to
Kai-Martin Knaak

Kann ich nicht bestätigen. EL-Aufnahmen von Solarzellen werden fast ausschließlich mit SI-Detektoren gemacht. Das die Effizienz Mist ist, ist klar. Aber es entstehen schon (wenige) Photonen im Bereich um

1100nm.

Korrekt, aber es reicht noch aus.

Reply to
Thomas Stegemann

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.