フォトダイオード

受光部の性能は、光学検出の精度や応答性を大きく左右します。測定機器、近接検出、エンコーダ、赤外線通信などで使われるフォトダイオードは、入射した光を電流に変換する基本的な受光素子として、さまざまな産業用途で採用されています。

このカテゴリでは、波長帯、実装方式、応答速度、暗電流といった選定上の重要ポイントを踏まえながら、用途に合うフォトダイオードを比較しやすく整理しています。単体部品としての選定はもちろん、Optical Transmittersなど発光側デバイスとの組み合わせを考える際にも役立つ内容です。

フォトダイオードの役割と使われ方

フォトダイオードは、光量の変化を電気信号として取り出すための半導体素子です。シンプルな構成ながら、検出対象や光源の種類によって必要な特性が変わるため、用途に応じた選定が重要になります。

代表的な用途としては、赤外線受光、反射型・透過型の検出回路、光学式カウンタ、位置検出、各種センシング機器などが挙げられます。単体の受光素子として使うケースに加え、フォトICセンサーのように信号処理機能を含むデバイスと比較検討されることもあります。

選定時に確認したい主なポイント

まず確認したいのは感度波長です。赤外領域を重視するのか、可視光寄りで使うのかによって候補は変わります。たとえば 900nm 付近に対応するタイプは赤外線応用で使いやすく、565nm 付近のタイプは可視光領域での検出を意識した構成に向いています。

次に重要なのが応答速度と暗電流です。高速な立ち上がり・立ち下がり特性が必要な信号検出では ns オーダーの応答が有利で、微小光の検出やノイズ影響を抑えたい場面では暗電流の小ささも重要になります。加えて、スルーホールか表面実装か、実装スペースに合うパッケージかどうかも設計段階で見落とせません。

カテゴリ内で見られる製品の傾向

掲載製品には、T-1 3/4系のスルーホール品と、SMD系の小型表面実装品の両方が含まれています。試作や既存基板の置き換えではリードタイプが扱いやすく、高密度実装や量産基板ではSMD品が選ばれやすい傾向があります。

たとえば、ams OSRAMのQ62702P0956やSFH203PFAは、900nm帯の受光を前提に検討しやすい代表例です。一方で、SFH2270Rのような広帯域シリコンPIN系や可視光寄りの仕様を持つ製品は、検出対象や使用光源に応じて候補になります。用途に対して「どの波長を、どの速度で、どの実装条件で受けたいか」を整理すると比較しやすくなります。

メーカー別に見る比較のヒント

このカテゴリでは、ams OSRAMの製品が特に充実しており、波長帯やパッケージ違いを比較しながら選定しやすい構成です。赤外受光向けの定番的な品番から、小型SMD、黒色エポキシ系パッケージまで、実装条件や光学設計に応じた検討がしやすくなっています。

また、BroadcomのSPD2004-GPのように、メーカーをまたいで候補を比べることで、調達性や設計方針に合う受光素子を見つけやすくなります。メーカー名だけで決めるのではなく、必要波長、感度、実装性、応答性を軸に比較するのが実務的です。

代表的な製品例

実際の候補としては、ams OSRAM SFH203PFA、SFH235FA、SFH205FA、BP104FASR、BPW34FS-Z、BPW34S-Zなどが挙げられます。いずれもフォトダイオードとしての基本機能を備えつつ、波長、実装方式、応答時間、暗電流の傾向が異なるため、用途に応じた絞り込みに向いています。

たとえば、900nm帯のPINフォトダイオードは赤外線LEDと組み合わせる用途で検討しやすく、SMDタイプは省スペース設計に適しています。AEC-Q101対応のBPW34FS-Zのように、使用環境や要求条件が明確な案件では、必要な条件を先に定めてから候補を比較すると選定効率が上がります。