【2023年版】フォトダイオード2選 / メーカー29社一覧
フォトダイオードについての概要、用途、原理などをご説明します。また、フォトダイオードのメーカー29社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。フォトダイオード関連企業の2023年11月注目ランキングは1位:日清紡マイクロデバイス株式会社、2位:株式会社京都セミコンダクター、3位:LENOO Electronics Co., Ltd.となっています。
フォトダイオードとは
フォトダイオードとは、光を照射すると微小な電流が一定方向に流れる受光素子のことです。
半導体の接合箇所に光を照射すると内部光電効果が起こり、電子が励起されて電流が流れる性質を利用して、照射された光のレベルを検出します。受光を検出する精度が高いため、特に光通信装置に必要な部品です。
その他、ガス濃度測定などの医療用の装置にも組み込まれています。ダイオード構造には、主にPN接合型とPIN接合型、アバランシェ型があり、それぞれ受光感度や応答速度が異なります。
フォトダイオードの使用用途
フォトダイオードの代表的な使用用途は、CD/DVDプレーヤーのピックアップ箇所やテレビのリモコン、光通信などです。特に、高感度な受光感度を有するPIN接合型は、通信光通信システムに用いられていますが、アプリケーションにも広く用いられています。
フォトダイオードの3つの構造の中で、一番多く使用されている型です。その他、医療用器具の断層X線写真機等にも使用されています。
フォトダイオードの原理
フォトダイオードは、素子に光が照射されると半導体の接合部分の電子が励起され、電流を測定することにより光量を検出できるという物理現象を用いています。
ダイオードの材質に応じて検出できる光の波長が異なるため、波長の用途に応じて選択する必要があります。使用される主な素材は、シリコンやゲルマニウム、硫化鉛等です。
1. PN接合型
P型半導体とN型半導体の境界にあたる空乏層に光を照射すると、N型半導体の方に電子が流れていき、P型半導体では電子が移動したことによってホールが生成されます。光が照射されている間は、このような電子とホールの流れが生じるので、電子の流れを電流として検出していますが、やや応答速度は遅いのが特徴です。
2. PIN接合型
暗電流とも称されるバックグランドのノイズが小さいため、フォトダイオードとして最も利用されている構造です。P型半導体、I型半導体、N型半導体の並びで接合されています。
I型半導体部分に逆バイアスの電圧をかけることで、励起された電子がスムーズにN型半導体へと流れ、応答速度が速くなる点も特徴の一つです。
3. アバランシェ接合型
P型半導体層の電極箇所から順にp+層、p-層、p層に分かれているのが特徴です。アバランシェ (電子雪崩) 増幅機能により、非常に微弱な光を超高速応答で検出できる特性を有しています。電圧は高い電圧をかけて用いるのが一般的であり、頭文字をとってAPDと呼ばれています。
フォトダイオードのその他情報
1. フォトダイオードのアプリケーション回路
フォトダイオードは、両電極を開放状態の場合は温度依存性が大きく、ショートの場合は光量と電流の関係がリニアではないために、そのままアプリケーションへ適用することは困難です。そこで、照度計や露出計など明るさを計測する用途には、フォトダイオードのカソードをオペアンプの反転入力端子に、アノードを非反転端子に接続し、オペアンプの出力端子と反転入力端子間に帰還抵抗Rfを挿入する回路構成が用いられます。
この回路では、光の強さに応じた短絡電流Is×帰還抵抗Rfがオペアンプの出力電圧 (反転入力端子を基準電圧) となり、フォトダイオードの両端 (アノード-カソード間) 電圧は0V、即ち両端をショートしている状態と等価 (イマジナリー・ショート) になります。
従って、短絡電流Isは光の強さに比例するので、オペアンプの出力電圧は光の強さとして表現することが可能です。実際の回路では、フォトダイオードの容量による応答遅れを保証するコンデンサCfを接続して、応答速度を速めます。
2. フォトダイオードの分光感度特性
シリコン・フォト・ダイオードは、320nm〜1100nmの波長の光に対して電流を出力しますが、特に800nmから1000nmの近赤外線領域で高い感度を示します。人間の可視領域は380nm～720nmの範囲であり、550nm付近に感度のピークがあるため、シリコン・フォト・ダイオードの分光感度特性とは異なります。
従って、シリコン・フォト・ダイオードの出力をそのまま明るさとして扱うことはできません。例えば、近赤外線が多い環境ではシリコン・フォト・ダイオードの出力が大きくなりますが、人間の目には見えない領域であるため明るく感じないわけです。
このような理由から、照度計などのセンサーとして使う場合は、人間の目の感度特性にシリコン・フォト・ダイオードの分光感度特性を合わせる必要があります。その際に、シリコン・フォト・ダイオードの表面に視感度補正フィルターを設置したものが用いられます。
また、シリコン以外の波長用途には、ゲルマニウムやInGaAsが用いられています。これはバンドギャップエネルギーが各々の材料物性値で異なるためであり、特にInGaAsは1μmより長い波長用途に適している材料です。
フォトダイオードメーカー 29社
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
フォトダイオード 2023年11月のメーカーランキング
*一部商社などの取扱い企業なども含みます2023年11月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 日清紡マイクロデバイス株式会社 |
12.6%
|
| 2 | 株式会社京都セミコンダクター |
9.7%
|
| 3 | LENOO Electronics Co., Ltd. |
6.8%
|
| 4 | レイトロン株式会社 |
6.8%
|
| 5 | 新光電子株式会社 |
5.8%
|
| 6 | コーデンシ株式会社 |
4.9%
|
| 7 | 株式会社ユニテク |
4.9%
|
| 8 | 松定プレシジョン株式会社 |
3.9%
|
| 9 | TrueLight Corporation |
3.9%
|
| 10 | タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 |
3.9%
|
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2023年11月のフォトダイオードページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
- LuxNet Corporation: 25,000人
- 浜松ホトニクス: 3,884人
- 日清紡マイクロデバイス: 2,164人
設立年の新しい会社
- エイブリック: 2016年
- LED Microsensor NT LLC: 2012年
- LuxNet Corporation: 2009年
歴史のある会社
- 浜松ホトニクス: 1953年
- タイコエレクトロニクスジャパン: 1957年
- 日清紡マイクロデバイス: 1959年
フォトダイオード2選
松定プレシジョン株式会社
APFシリーズ APD光検出モジュール
画像出典:
松定プレシジョン株式会社公式サイト特徴
APFシリーズは、APD（アバランシェフォトダイオード）のセンサを用いた光検出モジュールです。
小型の金属ケース内にAPD、高圧電源、ローノイズアンプが封入されており、かつAPDセンサ部分が長さ300mmのケーブル先端に取り付けられているので、非常に簡単に自由度の高い測定ができます。
また温度補償回路を内蔵しているので、冷却装置が無くても温度安定性に優れるのが特長です。
簡易的にAPDを利用した測定を行いたい場合に重宝するシリーズです。
松定プレシジョン株式会社の会社概要
- 会社所在地: 滋賀県草津市青地町745
- 会社サイト
- 創業: 1978年
- 従業員数: 180人
- 資本金: 40,000,000円
Teledyne Judson Technologies
アンチモン化インジウム検出器
画像出典:
Teledyne Judson Technologies公式サイト特徴
J10Dシリーズは、InSbフォトダイオードを使用した、1.0~5.5μmと広範囲に赤外光領域の測定ができる光検出器です。
フォトダイオードは金属製のデュワーに取り付けられていて、液体窒素を封入して冷却することにより高感度な測定ができ、測定感度の直線性にも優れています。
デュワーは視野角60度の開口部がついており、必要に応じてオプションで変更できます。
FTIRや分光光度計など、遠赤外領域で高感度な測定を行いたい場合に活用できます。
Teledyne Judson Technologiesの会社概要
- 会社サイト
- 創業: 1969年
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