フォトダイオード
フォトダイオードに使用される材料は、検出に使用する光の波長により異なるものが使用される。これは、入射した光が電子と正孔を励起する必要があるため、材料のバンドギャップが光の波長のエネルギー以下である必要があるからである。 一般に使用される材料は以下のとおりである。
バンドキャップが広いため、シリコン製のフォトダイオードはゲルマニウム製のフォトダイオードより低ノイズであるが、ゲルマニウム製のフォトダイオードは約1 μm近い長波長まで使用することができる。
トランジスタやICは半導体で作製され、pn接合をもっているため、全ての能動素子は潜在的にフォトダイオードとなる可能性がある。特に、小電流に敏感な素子は、光電流が流れるため照明下では正しく動作しない。ほとんどの素子において、これは予期できないものであり、そのため、素子は不透明なパッケージに封入される。パッケージはX線や高エネルギーの放射に対しては不透明ではないため、これらの放射により、ほとんどのICは光電流が流れることにより正常動作をしなくなる。
光電子増倍管と比較した場合の利点は
照射された光に対して出力電流が高線型性を示す。
シリコンの場合、190 nmから1100 nm、他の材質の場合、長波長に対して、応答を示す。
低ノイズ
機械的ストレスに強い
低コスト
小型、低重量
長寿命
高い量子効率、約80 %
高電圧を必要としない
光電子増倍管と比較した場合の欠点は
面積が小さい
内部利得がない(アヴァランシェ・フォトダイオードは除くが、この場合でも、光電子増倍管の利得10と比較して、10 – 10程度の利得しかない)
全体的に見ると感度が低い
光子の数を数えるには、特殊な方法が必要。通常、冷却したフォトダイオードと特殊な電子回路を用いる。
応答時間が遅い