Fotodioden - Gallium oder Silicon

[Tobie]

Hallo allerseits.
Seit Samstag bin ich Besitzer der RICOH XR-S. Das schöne Gehäuse kann mit guter Ausstattung glänzen. Jedoch habe ich gegenüber meiner Pentax Program A einen Unterschied festgestellt. Während beide Kameras grds. mit TTL Offenblende Zentrumsbasiert messen, hat die Pentax Gallium Diode und die Ricoh Silicon.
Im Ergebnis sieht es tatsächlich unterschiedlich aus. Während die Pentax bei ISO 200 mit 50mm f4 eine Zeit von ca. 8ms gemessen hat, war es bei der Ricoh bei ISO 200 und f4 zw. 30&60ms.

Bin da gerade etwas ratlos, weil ich es mehrfach zwischengeprüft habe. Liegt es an den unterschiedlichen Dioden?

Also die Einstellungen war bei beiden Kameras die selbe. Blende, ISO. Die Zeitautomatik hat nur unterschiedlich gemessen bei gleichem Objektiv.

Für Antwortne wäre ich Euch dankbar.

lGr Tobie

[Jubi]

Hi,
sind die Materialien nicht eher Silicium und Germanium?
Gx
Jubi

[Tobie]

Hat mich auch gewundert. Aber hier bei RICOH XR-S steht es so: Exposure Meter: TTL full open metering SPD (SILICON PHOTO DIODE) for center-weightend.

Hier noch eine andere Info:
"Some semiconductor materials are intrinsically better suited than others for fast photodiodes. For example, indium gallium arsenide (InGaAs) is particularly suitable, because that direct band gap material (in contrast to silicon, for example) exhibits a rather short absorption length, allowing the realization of very thin absorbing layers, in which the photocarriers can be quickly collected. For fast avalanche photodiodes, it is also important to have a low ratio of the impact ionization coefficients for holes and electrons."
Quelle: https://www.rp-photonics.com/photodiodes.html

Ich vertehe den Unterschied durchaus. Nur ist ja nicht nur eine Diode verbaut, sondern auch andere Bauteile wie Mikroprozessor etc.

ich habe eben nochmals gemessen. Ich komme zu dem Ergebnis, dass die Ricoh zwischen 1/3 und 2/3 stopps bei gleicher Dynamik schneller belichtet. Das könnte auf die Diode zurückzuführen sein. Im Schluss würde das bedeuten, dass ich bei deR Ricoh bei gleichen Verhänltnissen vlt. 1/3 bis 2/3tel drauf schlagen nach + korrigieren müsste.
EDIT: *Vor einer halben Stunde bei hellerem Tageslicht waren die Unterschiede höher.

Ich probiere es natürlich aus. Aber es ist interessant ....

Vielleicht hat da schon jemand Erfarung gesammelt?

lGr

[K_Mar]

Wenn,
dann sind die Fotodioden aus Silizium oder Galliumarsenid.
Durch den unterschiedlichen Bandabstand sind diese HL-Materialen für unterschiedliche Wellenlängen besonders empfindlich, wobei GaAs mehr dem menschlichen Auge entspricht während die Hauptempfinlichkeit von Si mehr im Infrarotbereich liegt.
Germanium hätte als Fotodiode die Hauptemfindlichkeit im noch langwelligeren IR-Bereich.

Gruß Klaus

[Tobie]

Die Pentax Program A hat gem. der INet Seiten auf Englisch indium gallium arsenide Diode.

Aber bei Ricoh bin ich mir gerade nicht so sicher wegen Silizium da die Fa. um diese Zeit wohl tatsächlich Silikondioden verbaut hat. Wie Beispielsweise bei der R1: Dual silicon photo diodes (SPDs).
https://www.kenrockwell.com/tech/ricoh/r1.htm

Wie dem auch sei. Ich werde es testen müssen. Das Ergebnis kommt hoffentlich dann nächste Woche wenn der Film (AGFA 400 APX) verschossen und entwickelt ist.

Ich werde ein Ergebnis hier einstellen.

lGr Tobie

[Jan Böttcher]

Als Fan von Asterix und der Natürlichkeit würde ich auch Gallium gegenüber Silikon bevorzugen, aber Arsen in meine Camera? Good Lord! Davon könne Sie sterbe!

Ich gebe aber zu bedenken, daß auch Silikon-Dioden by using von einem Filterglas davor in die Empfindlichkeitsspecktrumm getunet werden können.


Im vorliegenden Fall sollte man bedenken, daß der Unterschied von GaAs- und Si-Fotodioden sich im Kameraprospekt stärker auswirkt als in der Praxis der Belichtungsmessung (x andere Kameras funzen einwandfrei mit Silizium Fotodioden).

Man müßte erstmal mit einem kalibrierten Meßgerät rausfinden, "wer Recht hat", bevor man sagt, daß die Pentax ("weil ja die Filme richtig belichtet werden") richtig liegt, die Ricoh aber nicht.
- Licht? (wird das gleiche angemessen?)
- Transmission der Objektive?
- Einhaltung der Blendenwerte?
- Präzision der Offenblendenmesung (des Blendensimulators)?
- Präzision der Verschlußzeitensteuerung?

Wenn alle anderen Faktoren auf ihren Fehler hin geprüft sind (die Pentax kann ja sich kompensierende Fehler beim Beli und dem Verschluß haben), kann man sagen, welcher Beli richtig liegt, und den (oder beide!) dann justieren (oder wenn der Fehler linear ist, eine angepaßte Filmempfindlichkeit einstellen).

Nur um ganz sicher zu gehen würde ich bei er Ricoh mal gucken, was für eine Batterie (was für Batterien?) eingesetzt ist (bzw. sind), und welche Spannung da zur Verfügung gestellt wird. Wenn da noch der alte Akku drin ist ...

Man könnte natürlich auch einen Moment lang die Ruhe bewahren und mal gucken, wie der erste Film so wird.

UND BITTE: Silicon Valley ist etwas anderes als die Silikon Walli!

[Tobie]

Das war teilweise hilfreich.
Dennoch müsste ich eine Anmerkung ergänzen: Silizium ist der Träger für die Elektronik. Silikon ist das Material für die Diode an sich. Indium Gallium Arsenide Dioden werden auch auf eine Trägerplattform gebracht, wie zu aller meist Silizium.
Das Mainboard vom Computer besteht aus Silizium mit mehreren Schichten (Layer).
https://www.hamamatsu.com/eu/en/prod...ray/index.html

"Silicon PIN photodiodes consisting of 2 or 4 elements. Sensitive to UV and near-infrared ranges."

Man muss den Grundstoff schon unterscheiden, sonst geht man von den falschen Eigenschaftgen aus. Darum wollte ich mal vorsichtig nachfragen, wie sich diese Stoffe Silikon oder Gallium in der Praxis auswirken (Erfahrungswerte).

Die Verschlusszeiten würde ich sehr gern testen. Gibt es da einigermaßen aussagekräftige Testmöglichkeiten?

lGr Tobie

[Helge]

Ein Teil der chemischen Verwirrung hier stammt vermutlich daher, dass das Element Silicium (Si) auf Englisch "Silicon" heißt.
Im Deutschen wiederum bezeichnet "Silikon" (manchmal auch Silicon) dagegen die Stoffgruppe der Polysiloxane, die Öle, Harze oder Elastomere bilden.

Also Englisch "silicon" ist nicht gleich deutsch "Silikon".

[Anthracite]

Hi,
sind die Materialien nicht eher Silicium und Germanium?

Helge hat recht:
Dt. Silizium = Eng. silicon
Dt. Silikon = Eng. silicone

Gallium und Germanium sind unterschiedliche Elemente, aber beide sind Halbleiter. Dioden kann man mit beiden bauen.

[Jan Böttcher]

Das war teilweise hilfreich.
Dennoch müsste ich eine Anmerkung ergänzen: Silizium ist der Träger für die Elektronik. Silikon ist das Material für die Diode an sich. Indium Gallium Arsenide Dioden werden auch auf eine Trägerplattform gebracht, wie zu aller meist Silizium.
Das Mainboard vom Computer besteht aus Silizium mit mehreren Schichten (Layer).
https://www.hamamatsu.com/eu/en/prod...ray/index.html

"Silicon PIN photodiodes consisting of 2 or 4 elements. Sensitive to UV and near-infrared ranges."

Man muss den Grundstoff schon unterscheiden, sonst geht man von den falschen Eigenschaftgen aus. Darum wollte ich mal vorsichtig nachfragen, wie sich diese Stoffe Silikon oder Gallium in der Praxis auswirken (Erfahrungswerte).

Die Verschlusszeiten würde ich sehr gern testen. Gibt es da einigermaßen aussagekräftige Testmöglichkeiten?

lGr Tobie

Tobie,

Fotodioden wurden einst in Belichtungsmessern eingeführt, weil sie schneller ansprechen als CdS-Fotowiderstände (die wiederum Vorteile gegenüber Selenzellen haben, mit einer kleinen Schaltung anbei kann man damit größere Meßbereiche abdecken und (größere) Temperaturunempfindlichkeit erreichen, und man kann LED-Anzeigen realisieren, ist als stoßunempfindlicher als mit einem Drehspulmeßinstrument).

Sowohl GaAs- als auch Si-Fotodioden sind in eine elektronische Schaltung "eingebettet". Sei es eine Wheatstonesche Meßbrücke oder etwas ähnliches, sei es analog (mit Drehspulinstrument oder LED-Lichtwaage) oder mit AD-Wandlern und digitaler Signalverarbeitung (kleiner ASIC oder Mikrokontroller). Vor den Si-Fotodioden wird bei Anwendung in einem Belichtungsmesser für fotografische Anwendungen ein grünliches (UV und IR sperrendes Filterglas) montiert.

Und besagte Fotodiode steck dann tief in einer Kamera drin. Hinter dem Glas des Objektivs (das schon viel UV ausfiltert), meist (bis zur Olympus OM2) von hinten auf die Einstellscheibe gerichtet hinter dem Sucherprisma. In der Kette der Größen, die alle in das Meßergebnis (und danach in die Belichtung) einfließen ist sie ein Glied von vielen, und die Unterschiede ob Du da einen Siliziumkristall (IV-wertig) mit Phosphor (III-wertig) und Stickstoff (V-wertig) (dafür stehen p und n beim p-n-Übergang) dotierst oder Indiumgalliumarsenid verwendest, die sind bestenfalls marginal.

Organisiere Dir mal ein Oszilloscop und eine Spannungsversorgung und betreibe mal Si- und GaAs-Fotodioden im Labor. Ich neige zu der Wette, daß die erste und letztendes auch die spannendste Erkenntnis sein wird, daß das Leuchtstoffröhrenlicht im Labor mit 100Hz flackert und nicht mit 50Hz wie man als Laie annehmen könnte (so war es bei mir, als ich mal für eine Schaltung experimentiert habe um zwei Sharp PC 1402 via Infrarotstrecke miteinander kommuniziern zu lassen, damals als die a) modern und b) bei uns für Klausuren zugelassen waren und c) Mobiltelefone noch im C-Netz liefen). Wenn Du auch CdS-Widerstände mitnimmst, wäre zu erwarten, daß die zu träge sind um das Flackern zu registrieren.

So, und wenn die Mondlandung ein Fake war, warum haben die Russen nix gesagt? Oder: Wenn GaAs so einen Unterschied zu Si macht, warum hat man "damals" mit Kameras mit Si-Fotodioden trotzdem fotografieren können und warum hat sich Si durchgesetzt? (weil es sehr gut funktioniert und einfacher / billiger ist)

Was zählt is' auf'm Film. Wenn die Filme unterschiedlich belichtet werden, dann kann man Ursachenforschung betreiben. Mit etwas Erfahrung siehst Du auch ob 1/125s oder 1/60s Belichtunszeit vom Verschluß gebildet werden (klar, 1/50 und 1/60 oder 1/100 und 1/125 hält man nicht auseinander, da braucht man dann ein Meßgerät).