Corrente do Fotodíodo
Iph = S × E × A
Resposta rápida
Esta calculadora resolve Iph = S × E × A para Fotocorrente. Com Responsividade 0.5 A/W, Irradiância 1.1 W/m², Área Ativa 10 mm², o resultado é 5.5 µA. Resolve em 4 direções: introduza os valores que tem e obtenha o que falta.
Calculadora
Fórmula
Descrição
Um fotodíodo gera uma corrente proporcional à potência ótica incidente. A responsividade S relaciona a fotocorrente com a potência ótica a um comprimento de onda específico, atingindo tipicamente o pico em 0,4-0,6 A/W para fotodíodos de silício na gama de 800-900 nm. A potência ótica total sobre o detetor é a irradiância (potência por unidade de área) multiplicada pela área ativa do fotodíodo. Esta relação é fundamental para recetores de fibra ótica, luxímetros, codificadores óticos e qualquer sistema que converta luz num sinal elétrico.
Variáveis
- Iph — Fotocorrente gerada pelo fotodíodo (A)
- S — Responsividade espectral ao comprimento de onda de interesse (A/W)
- E — Irradiância (densidade de potência ótica) na superfície do detetor (W/m²)
- A — Área ativa (fotossensível) do detetor (m²)
Notas Práticas
A responsividade varia com o comprimento de onda: os fotodíodos de silício funcionam de 200-1100 nm, os de InGaAs de 800-1700 nm. A corrente de escuro (fuga sem luz) define o sinal mínimo detetável. Os amplificadores de transimpedância convertem a fotocorrente em tensão para processamento. Para medições de precisão, opere o fotodíodo em modo fotovoltaico (polarização zero) para o menor ruído, ou em modo fotocondutivo (polarização inversa) para a maior velocidade.
Símbolos e unidades
| Símbolo | Significado | Unidade predefinida | Unidades aceitas |
|---|---|---|---|
| Iph | Fotocorrente | µA | pA, nA, µA, mA, A, kA |
| S | Responsividade | — | A/W |
| E | Irradiância | — | W/m² |
| A | Área Ativa | mm² | mm², cm², m² |
Passo a passo
- 1. Dados conhecidos: Responsividade 0.5 A/W, Irradiância 1.1 W/m², Área Ativa 10 mm²
- 2. A relação: Iph = S × E × A
- 3. Substituir: S = 0.5 A/W, E = 1.1 W/m², A = 10 mm²
- 4. Resultado: Fotocorrente = 5.5 µA
Exemplos resolvidos
Faixa mínima
Dados: Responsividade 0.025 A/W, Irradiância 0.055 W/m², Área Ativa 0.1 mm²
Resultado: Fotocorrente = 137.5 pA
Faixa baixa
Dados: Responsividade 0.25 A/W, Irradiância 0.55 W/m², Área Ativa 1 mm²
Resultado: Fotocorrente = 137.5 nA
Típico
Dados: Responsividade 0.5 A/W, Irradiância 1.1 W/m², Área Ativa 10 mm²
Resultado: Fotocorrente = 5.5 µA
Faixa alta
Dados: Responsividade 0.8 A/W, Irradiância 1.76 W/m², Área Ativa 1 cm²
Resultado: Fotocorrente = 140.8 µA
Faixa máxima
Dados: Responsividade 8 A/W, Irradiância 17.6 W/m², Área Ativa 10 cm²
Resultado: Fotocorrente = 140.8 mA
Resolver para cada variável
Resolver Fotocorrente
Responsividade 0.025 A/W, Irradiância 0.055 W/m², Área Ativa 0.1 mm² → 137.5 pA
Resolver Responsividade
Fotocorrente 100 nA, Irradiância 0.055 W/m², Área Ativa 0.1 mm² → 18.18 A/W
Resolver Irradiância
Fotocorrente 100 nA, Responsividade 0.025 A/W, Área Ativa 0.1 mm² → 40 W/m²
Resolver Área Ativa
Fotocorrente 100 nA, Responsividade 0.025 A/W, Irradiância 0.055 W/m² → 0.7273 cm²
Como Fotocorrente varia com Responsividade
| Responsividade (entrada) | Fotocorrente (resultado) |
|---|---|
| 0.05 A/W | 0.55 µA |
| 0.125 A/W | 1.375 µA |
| 0.25 A/W | 2.75 µA |
| 0.375 A/W | 4.125 µA |
| 0.5 A/W | 5.5 µA |
| 0.75 A/W | 8.25 µA |
| 1 A/W | 11 µA |
| 2 A/W | 22 µA |
| 3.5 A/W | 38.5 µA |
| 5 A/W | 55 µA |
O mesmo resultado noutras unidades
| Unidade | Valor |
|---|---|
| pA | 5500000 |
| nA | 5500 |
| µA | 5.5 |
| mA | 0.0055 |
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Como se calcula Corrente do Fotodíodo?
Use Iph = S × E × A. Com Responsividade 0.5 A/W, Irradiância 1.1 W/m², Área Ativa 10 mm², Fotocorrente dá 5.5 µA.
Qual é a fórmula de Corrente do Fotodíodo?
A fórmula é Iph = S × E × A. Um fotodíodo gera uma corrente proporcional à potência ótica incidente.
Como obter Responsividade conhecendo os outros valores?
Isole Responsividade: com Fotocorrente 100 nA, Irradiância 0.055 W/m², Área Ativa 0.1 mm², Responsividade é 18.18 A/W.
Como obter Irradiância conhecendo os outros valores?
Isole Irradiância: com Fotocorrente 100 nA, Responsividade 0.025 A/W, Área Ativa 0.1 mm², Irradiância é 40 W/m².
Que unidades usa Corrente do Fotodíodo?
Fotocorrente é apresentado em pA, nA, µA, mA. Os valores são guardados internamente em unidades base do SI, pelo que pode misturar prefixos sem converter à mão.
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