LED als Photodetektor benutzen

Hallo.

Den Aussagen einiger Bücher über Optoelektronik und eigentlich auch der Logik nach,sollte es möglich sein,eine in Sperrichtung geschaltete LED als Photodetektor zu benutzen. Eine blaue LED(klares Gehäuse),lambda = ? = 460nm,soll eine Ausbeute von R=q*?*eta_i/(h*c) ~ 0,2A/W ergeben. Ein 9V-Block,470Ohm-Wdst. und LED in Sperrichtung,dazu ein Multimeter mit mA/µA-Meßbereich,und das ganze hübsch mit der Lampe bestrahlt.Dennoch tut sich nichts,sprich es fließt kein (nachweisbarer) Strom. Ist der Anteil an Blauen Licht der Lampe zu gering,und die Verluste am Übergang Luft/LED,sowie Streuungen usw. so groß,das nichts herauskommt,oder mache ich einen anderen ordentlichen Denkfehler? Wäre mit einer klaren,_roten_ LED ein besseres Ergebnis zu erwarten(E_phonton > E_Bandlücke=h_quer*2*pi*c/?)?

Gruß, Sebastian

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Sebastian Axmann
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Sebastian Axmann schrieb:

Das geht schon, aber die Empfindlichkeit ist recht gering.

Du brauchst Licht kürzerer Wellenlänge als es die LED abstrahlen würde, also fast schon UV.

Ja.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Dieter Wiedmann schrieb am Dienstag 22 August 2006 18:02:

Gibt es irgendwo zuverlässige Daten über die Empfindlichkeit von LED?

Oder eben die gleiche,oder? Hat es überhaupt schon jemand mit einer "normalen"LED geschafft? Gruß, Sebastian

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Sebastian Axmann

Kann man nicht auch anders herum ein Panel voller Solarzellen zum=20 Leuchten bringen? Bei Solarzellen wird doch auch nur die Bandl=FCcke von =

Silizium ausgenutzt. In LEDs ist das doch nicht viel anders, abgesehen=20 von den speziellen Dotierungen f=FCr verschiedene Farben. Fotodioden mit =

den entsprechenden Materialien muessten demnach im Umkehrschluss auch=20 leuchten, wenn man eine Spannung anlegt? Hat das schon mal jemand=20 ausprobiert, habe gerade keine Fotodioden da.

Gruss, Karsten

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Karsten Busenbender

Sebastian Axmann schrieb:

Tach zusammen

Ich habe sowas mal bei Verbrauchserfassungsgeräten gesehen. Wurde da in der optischen Schnittstelle benutzt. Da wurden auf beiden Seiten IR-Dioden benutzt. Allerdings ging das nur über eine Entfernung von wenigen Millimetern. Mehr war in der Anwendung allerdings auch nicht nötig und grössere Reichweiten wären eher störend gewesen. Offenbar klappt das also.

Gruss Frank

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Frank Tofahrn

Frank Tofahrn schrieb am Dienstag 22 August 2006 19:34:

Interessant wäre die Beschaltung dahinter gewesen.Dann gibt es so etwas also,und es lohnt sich ggf. weiter zu probieren.Danke.

Karsten Busenbender schrieb am Dienstag 22 August 2006 19:24:

Jein.Eine Photodiode und eine Solarzellen sind zwar vom Aufbau unterschiedlich,haben im Endeffekt aber nur ein Ziel:möglichst viele Photonen in Elektronen umzuwandeln.Eigentlich ist der Lichtweg auch umkehrbar,aber:Solarzellen und Photodioden(hoch f>10Ghz) werden ziemlich dick sein(d>10µm),damit möglich viel Licht absorbiert und so P_nutz = P_ein*(1-exp[-alpha*d]) groß wird. Ich denke,du kannst im Grunde eine Photodiode/Solarzelle mit Strom antreiben,und die spontane Emission wird auch Licht erzeugen.Aber durch die Dicke d der Schichten werden viele Photonen wieder eingefangen,erzeugen wieder Elektron-Loch-Paare usw.,d.h.am Ende mag eine Menge Wärme entstehen und mehr nicht.

Gruß, Sebastian

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Sebastian Axmann

Nur dass die 0,5eV der Solarzellen weit im Infraroten liegen. Vom Wirkungsgrad mal ganz zu schweigen.

Mit grob 2V Bandlücke ist das schon ein deutlich anderes Material.

Wieder nicht im Sichtbaren.

Marcel

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Marcel Müller

Sebastian Axmann schrieb:

Oder. Die allermeisten LEDs benötigen zur Anregung mehr Energie als bei der Relaxation wieder als Licht frei wird. Schau dir halt mal die Bandstrukturen an.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Karsten Busenbender schrieb:

Aber sicher. Nur das Dir das erzeugte "Licht" mit einer Wellenl=E4nge von mehreren um (gemeinhin als "W=E4rme" bezeichnet) wohl nicht allzuviel bringen wird... Gruss Harald

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Harald Wilhelms

Das habe ich auch erst gedacht, aber wenn man bedenkt, das rotes Licht

1,65eV und mehr hat und feststellt, dass rote LEDs nicht mehr Spannung brauchen, dann bleibt nicht mehr viel Spielraum für einen indirekten Übergang. Bei den anderen Farben ist es nicht anders.

Ich denke hier geht es wirklich nur um die Bandlücke, und eben darum, dass ein freier Zustand oberhalb davon existiert.

Marcel

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Marcel Müller

Wobei ein Elektron ja auch von einem Zustand der nicht am unteren Ende des Leitungsbandes liegt,übergehen kann. Im Grunde braucht es ja eine möglichst große Sperrspannung,damit freie Zustände immer vorhanden sind,und eine möglichst kleine Bandlücke,damit viel Licht eingefangen wird. Fazit:es ist nicht eben so einfach wie es klingt.

Sebastian

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Sebastian Axmann

Dieter Wiedmann schrieb am Mittwoch 23 August 2006 03:56:

Hmm,meinst du damit,das die Elektronen erst an die untere Bandkante des Leitungsbandes gehen müssen,bevor sie übergehen?Oder meinst du die strahlungslosen Übergänge durch eindotiere Energieniveaus in der Bandlücke?

Sebastian

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Sebastian Axmann

Sebastian Axmann schrieb:

Du solltest einfach mal in ein einigermaßen aktuelles Buch über Halbleiterphysik reinsehen, in den Duden übrigens auch.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Hallo Sebastian,

in dem folgenden Dokument findest Du bestimmt einige interessante Anregungen:

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Gruss, Frank

Sebastian Axmann schrieb:

er

als

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Frank Wagner

Am Tue, 22 Aug 2006 19:24:44 +0200 schrieb Karsten Busenbender :

Silizium ist als sogennanter "indirekter Halbleiter" nicht zur strahlenden Rekombination der e- Loch Paare imstande. Die Elektronen fallen mehrstufig, langsam vom oberen aufs untere Niveau, das Resultat ist blos Erwärmung des Kristalls. In irgeneinem Labor hat man es allerdings auch schon geschafft, Si zum leuchten zu bringen, durch spezielle Nanostrukturierung. Der Wirkungsgrad war aber (noch) nicht besonders gut.

--
Martin
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Martin

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