¿Cómo saber qué tan sensible es un fotodiodo?

¿Cómo saber qué tan sensible es un fotodiodo?

Hay una curva en la hoja de datos de su dispositivo que le dice exactamente eso:

Combinado con la línea en la tabla de características que le indica que la sensibilidad es de 0,55 A/W a 850 nm, esto le brinda la sensibilidad en cualquier longitud de onda que esté utilizando.

(Nota: en el campo de las comunicaciones ópticas, llamaríamos a esto una curva de respuesta , no una curva de sensibilidad . Para nosotros, la sensibilidad es una medida de la señal mínima detectable)

si alguien tiene alguna buena idea para los fotodiodos del infrarrojo cercano (800-850 nm) que son extremadamente sensibles, tienen un amplio rango de poca luz, que es lo que necesito.

Los fotodiodos pin estándar no pueden producir más de un par de portadores por fotón absorbido, por lo que no encontrará ninguno con una respuesta dramáticamente más fuerte que este.

Si está trabajando en una longitud de onda específica, es posible que pueda encontrar o pedir uno personalizado con un revestimiento antirreflectante (AR) para esa longitud de onda y obtener una mejora cercana al 25 % en la capacidad de respuesta (según la especificación de eficiencia cuántica del 80 %). para este dispositivo). Esto aumentará el costo.

Algunas otras soluciones:

Como han dicho otros, puede usar un fotodiodo de avalancha (APD), que tiene un proceso interno de ganancia de corriente para aumentar efectivamente la capacidad de respuesta por encima de 1 par de portadores por fotón. Sin embargo, estos requieren una polarización de alto voltaje cuidadosamente controlada, lo que aumentará el costo de su sistema.

O, si su problema es enfocar su haz de luz en el área del dispositivo pequeño, podría usar un dispositivo más grande (que será más lento y tenderá a ser más costoso).

Finalmente, una solución que aún no se ha sugerido en otra respuesta: puede estar seguro de que su fuente de luz se elige para que coincida con la longitud de onda de respuesta máxima de su O / E.

Otro comentario: la página de Mouser que vinculó lo llama fototransistor , pero la hoja de datos de Osram simplemente lo llama fotodiodo, y su capacidad de respuesta es típica de los fotodiodos, no de los fototransistores. Otra forma de obtener ganancia interna en el dispositivo es usar un fototransistor real. No uso estos dispositivos regularmente, pero espero que sean relativamente lentos en comparación con los fotodiodos comunes.

Dependiendo de la velocidad que necesite, es posible que no tenga suerte.

Usted afirma que sus diodos actuales "con un tiempo de subida y bajada de nivel de picosegundos", mientras que se vincula a un PD con tiempos de subida y bajada de 12 nseg. Además, usted dice que sus PD son "caros", pero las unidades vinculadas cuestan solo alrededor de 6 dólares en monos, y si cree que 6 dólares es caro para un fotodiodo, le sugiero que investigue un poco. Pruebe Digikey o Mouser. Por lo tanto, no está muy claro exactamente de qué fotodiodos está hablando.

Dicho esto, todos los fotodiodos de silicio tienen prácticamente la misma sensibilidad máxima, 0,55 a 0,65 A/W. Y solo obtiene alta velocidad al reducir la capacitancia del chip, lo que significa baja sensibilidad. Así que básicamente tienes 3 opciones.

1) Vaya a un PD más grande y acepte la velocidad más baja. Si bien ha estado usando unidades muy rápidas, en realidad no ha justificado su necesidad de velocidad, por lo que este puede ser un curso de acción aceptable. ¿Cuánta velocidad necesitas realmente?

2) Si realmente necesita tiempos de subida y bajada de nseg, mantenga su diodo actual y proporcione una lente colectora para aumentar la cantidad de luz incidente en el PD. Sí, esto significa que deberá rediseñar su aparato y aprender algo de óptica, pero eso no debería ser un problema insuperable.

3) Ir a un APD (fotodiodo de avalancha). Estos responderán a niveles de luz más bajos y puede obtener unidades bastante rápidas. Por supuesto, también necesitarás aprender a conducir los pequeños bichos, pero considéralo como una experiencia de aprendizaje.

Me preguntaba cuál es la medida de la sensibilidad de un fotodiodo.

La sensibilidad espectral se cita en la hoja de datos como 0,55 amperios por vatio, por lo que, si pudiera iluminar el área sensible (1 mm2) con 1 milivatio de luz a aproximadamente 860 nm, obtendría 0,55 miliamperios producidos en la salida. Los gráficos en la hoja de datos muestran cómo esto se desvanece para diferentes longitudes de onda de luz.

alguien tiene buenas ideas para fotodiodos de infrarrojo cercano (800-850nm) que son extremadamente sensibles, por lo que tienen un amplio rango de poca luz, que es lo que necesito

Las solicitudes de recomendaciones de productos están fuera de tema. Sin embargo, siempre obtendrá más señal con un área sensible más grande, pero la velocidad será proporcionalmente más lenta.

Un tubo fotomultiplicador (PMT) puede proporcionar una ganancia de ~10^6, tiempos de subida rápidos (150 ps) y grandes áreas sensibles (~10 mm de diámetro): ¡todas estas especificaciones al mismo tiempo!

Puede usarlos para detectar (y cronometrar el tiempo de llegada) de fotones individuales.

Eche un vistazo a los sitios web de Hamamatsu, Newport y Photek.