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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Eine Frage zur Photodiode


Autor: 2R (Gast)
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Gute/n Nacht/Morgen,

Die Photodiode funktioniert doch mit dem Prinzip des Photoeffektes, wo 
Lichtstrahlen mit einer bestimmten Frequenz Elektronen aus einem Metall 
z.B. Zinkmetall lösen kann und diese somit zum "Ring" gelangen.

Damit die Elektronen herausgelöst werden könnten, benötigt man eine 
sogenannte "Ablösenergie Wa" die von Metall zu Metall unterschiedlich 
ist. Da bei heutigen Photodioden Silizium verwendet wird, würd ich gerne 
wissen wie groß Wa für Silizium ist.

Ich habe mir folgendes gedacht:

Bei Wikipedia wird unter Photodiode die Silizium-Fotodiode BP104 
"vorgestellt" und ihre Kennwerte angegeben:

Spektralbereich der Fotoempfindlichkeit (400 bis 1100 nm)

D.h. das man min. 400nm (blaues licht ?) benötigt, damit sich die 
Elektronen herauslösen können (Wa wird erreicht).

Die Frequenz kann man ja mit f = c/lambda einfach ausrechnen, das ergibt 
bei 400nm = 7.5*10^14 1/s (Hz).

Ist dies Frequenz die so genannte Grenzfrequenz "Fr" ? Wenn ja, könnte 
man die Wa leicht ausrechnen, denn es gillt:

Fr = Wa/h
h = Planck-Konstante

Durch Umformung bekommt man Wa = Fr*h, in diesem Beispiel: Wa = 
4.9655*10^-19 J bzw: 3.09957 eV oder V.

Ich bitte um Verstädnis.. ich habe Physik als LK und bin in der 13 
Klasse und habe versucht mit diesem Wissen das jetzt mal auszurechnen.

Bedanke mich im Voraus,

MfG
2R

Autor: Andreas P. (mechaot)
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Eine Photodiode funktioniert NICHT nach dem Photoeffekt. Es werden hier 
von den Lichtquanten Elektron-Loch-Paare generiert, die dann zum 
Stromfluss beitragen. Anders als beim Photoeffekt bleiben die Elektronen 
dabei alle im Silizium und fliegen nicht "frei" herum. Es ist ein 
typisches Halbleiterverhalten. Die Notwendige Energie des Lichtquants 
ergibt sich (wenn ich mich richtig erinnere) aus der Bandlücke zwischen 
Valenz- und Leitungsband und ist daher von der Dotierung abhängig (und 
kann nicht daher nicht generell für Silizium angegeben werden, da ja die 
Dotierung unterschiedlich sein kann).
So steht es auch in der Wikipedia.

PS: Wenn du aus einem Wellenlängenbereich die "Mindestenergie" 
ausrechnen willst, dann nimm die größere Wellenlänge => kleinere 
Frequenz/Energie!

Autor: 2R (Gast)
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Ups.. da hab ich mich jetzt aber blamiert...

vielen Dank Andreas !

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