Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zulässiger Strom für Photodiode


von Thilo G. (thilo11)


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Hallo,

ich experimentiere gerade mit folgender Photodiode: 
http://www.sos.sk/a_info/resource/d/sfh229fa.pdf

Um mir das Messen zu Erleichtern möchte ich den Strom über einen 
Transistor verstärken, dazu möchte ich die Diode falsch herum zwischen 
Kollektor und Basis eines NPN-Transistors schalten und den Strom am 
Emitter messen. Aber ich werde aus dem Datenblatt nicht ganz schlau wie 
viel Strom die Diode veträgt. Als maximale Spannung sind 20V angegeben, 
kann ich aus der anliegenden Spannung und der totalen Verlustleistung 
von 150mW auf den erlaubten Strom schließen? Der wäre dann ja im mA 
Bereich, oder?



Danke und Grüße

Thilo

P.S. Gibt es Empfehlungen für die Betriebsspannung die ich verwenden 
sollte? Würde sonst mal mit 5V experimentieren.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Thilo G. schrieb:
> P.S. Gibt es Empfehlungen für die Betriebsspannung die ich verwenden
> sollte? Würde sonst mal mit 5V experimentieren.

Da die Kennwerte und das Diagramm für den Fotostrom bei Vr=5V angegeben 
sind und eine Abhängigkeit von Vr nicht beschrieben ist, halte ich 5V 
für einen guten Wert.

Gruß Dietrich

von Purzel H. (hacky)


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Nimm doch einen OpAmp in Transimpedanz Schaltung. Wie schnell sollen die 
Signale denn sein ?

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Thilo G. schrieb:
> kann ich aus der anliegenden Spannung und der totalen Verlustleistung
> von 150mW auf den erlaubten Strom schließen? Der wäre dann ja im mA
> Bereich, oder?

Ja. Da du die Fotodiode in Sperrrichtung betreibst, hängt der Strom fast
nur von der Bestrahlungsstärke ab. Ich schätze¹, dass selbst bei direk-
ter Sonneneinstrahlung die 150mW/5V=30mA, die bei 5V erlaubt sind, nicht
erreicht werden.

Um sicher zu gehen, kannst du aber auch die Spannung reduzieren. Höhere
Vorspannungen braucht man nur dann, wenn man mit sehr hohen Frequenzen
moduliertes Licht erfassen möchte, da dann die Kapazität der Fotodiode
geringer wird. Bei diesen Anwendungen ist aber die Bestrahlungsstärke um
Größenordnungen geringer als beim Sonnenlicht, so dass man auch hier
nicht um das Leben der Fotodiode fürchten muss.

> P.S. Gibt es Empfehlungen für die Betriebsspannung die ich verwenden
> sollte? Würde sonst mal mit 5V experimentieren.

Für die gesamte Schaltung sind 5V meistens eine gute Wahl. Für die
Vorspannung an der Fotodiode selbst hängt das von deiner Anwendung ab:

In einem Empfänger einer IR-Datenübertragung im MHz-Bereich und darüber
ist eine hohe Vorspannung von Vorteil, da können es ruhig auch 10V oder
15V sein.

Für Messaufgaben, wo die Bandbreite keine Rolle spielt, werden Fotodio-
den meist mit 0V (also im Kurzschluss) betrieben, weil dann kein Dunkel-
strom fließt, der das Messergebnis verfälschen würde.

¹) Falls es jemand nachgerechnet hat, her damit :)

von ulrich (Gast)


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Den maximalen Strom wird man auch bei Sonnenlicht kaum erreichen.  Bei 
0,25 mm² aktiver Fläche wird man da kaum über 0,1 mA kommen.

von Purzel H. (hacky)


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>...da dann die Kapazität der Fotodiode geringer wird. Bei diesen Anwendungen ist 
aber die Bestrahlungsstärke um Größenordnungen geringer als beim Sonnenlicht, ..

Tatsaechlich ? zB Ein Spiegelreflex eines modengeschalteten Lasers kann 
1mW betragen, mit einer Dutycyle von 1ps/10ns = 1:10'000 macht dann eine 
Spitzenleistung von 10Wpeak

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