JIS C 5991:1997 光伝送用フォトダイオード測定方法

C 5991 : 1997

まえがき

  この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,通商産業大臣が改正した日
本工業規格である。これによってJIS C 5991-1988は改正され,この規格に置き換えられる。
  今回の改正では,日本工業規格(日本産業規格)と国際規格との一致に留意したが,これについては解説にその詳細を記
述した。
  この規格の一部が,技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実
用新案登録出願に抵触する可能性があることに注意を喚起する。通商産業大臣及び日本工業標準調査会は,
このような技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録
出願にかかわる確認について,責任はもたない。

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――――― [JIS C 5991 pdf 1] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                            C 5991 : 1997

光伝送用フォトダイオード測定方法

Measuring methods of photodiodes for fiber optic transmission

序文 規格を適用するに当たっては,その規格が引用している規格も同時に参照しなければならない。ま
た,同類の規格があれば,これとの比較検討が必要なことも多い。
この規格は,1992年に発行されたIEC 747-5,Semiconductor devices−Discrete devices and integrated circuits
Part 5 : Optoelectronic devices並びに1994年に発行されたIEC 747-5 Amendment 1を元に,技術的内容を変
更することなく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
1. 適用範囲 この規格は,光伝送用フォトダイオード(電子回路内蔵形を除く。以下,フォトダイオー
ドという。)の測定方法について規定する。
    備考 この規格の対応国際規格を,次に示す。
          IEC 747-5 (1992)   emiconductor devices−Discrete devices and integrated circuits Part 5 :
              Optoelectronic devices (Second edition)
          IEC 747-5 (1994)   mendment 1
2. 引用規格 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。これらの引用規格は,その最新版を適用する。
    JIS C 1102 指示電気計器
    JIS C 5001 電子部品通則
    JIS C 5990 光伝送用フォトダイオード通則
3. 定義 この規格に用いる用語の定義は,JIS C 5990の規定による。
4. 測定の状態
4.1   標準状態 測定は,特に規定がない限り,JIS C 5001の4.1(標準状態)に規定の標準状態(温度15
35℃,相対湿度2585%,気圧8601 060hPa)のもとで行う。ただし,この標準状態での測定値の判
定に疑義が生じた場合,又は特に要求された場合は,4.3による。
  また,基準状態への換算を必要とする場合には,4.2による。
  なお,標準状態で測定することが困難な場合には,判定に疑義が生じない限り,標準状態以外での測定
を行ってもよい。
4.2   基準状態 基準状態は,JIS C 5001の4.2(基準状態)に規定の基準状態の中の温度25℃,相対湿度
45%,気圧8601 060hPaの状態とする。ただし,温度だけをもって基準状態としてもよい。

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4.3   判定状態 判定状態は,JIS C 5001の4.3(判定状態)に規定の判定状態,温度2級及び相対湿度2
級(温度25±2℃,相対湿度4555%,気圧8601 060hPa)とする。
5. 測定機器及び装置
5.1   測定用電源 直流電源はリプル含有率3%以下,交流電源は高調波含有率5%以下のものとする。た
だし,商用周波数の場合は,高調波含有率10%以下とする。
  なお,特に交流出力を測定する試験では,直流電源のリプル含有率,交流電源の高調波含有率及び交流
の流れる直流電源回路の交流インピーダンスは,測定に影響を与えないように小さい値とする。
  また,サージの侵入に対する十分な防護措置が施されていなければならない。
5.2   計器及び測定器 規定がない限り,計器はJIS C 1102に規定する0.5級のもの,測定器はこれと同
等以上の確度をもつものとし,これらの入力インピーダンスは測定系への影響を無視できる値とする。
    備考 標準品として0.5級以上の計器又はこれに相当するような確度をもつ測定器がない場合には,
          3.2の規定は適用しない。
6. 測定上の注意事項
6.1   最大定格の遵守 供試フォトダイオードは,過渡状態を含めいかなるときにも,最大定格を超える
ことがあってはならない。
6.2   着脱時の注意 供試フォトダイオードは,電源印加中に着脱してはならない。
6.3   静電気破壊に対する注意 静電気による破壊のおそれのあるフォトダイオードに対しては,次の事
項に注意する。
a) 移送,保存及び放置の際は,静電気導電材料,帯電防止処理材料などを用い,静電気の帯電を防止す
    る。
b) 測定は,静電気の発生しない場所で行う。相対湿度は,50%程度が望ましい。
      また,静電気の発生を防ぐためには,測定者,工具及び測定機器類の電位と被測定フォトダイオー
    ドを取り扱う場所を同電位にすることが望ましい。
6.4   光学部品の汚れに対する注意 フォトダイオードを含め,光学部品は光学部分が汚れないよう注意
する。汚れた場合は,アルコールなどで清掃し,汚れを取り除く。
6.5   温度安定(熱的平衡)条件 供試フォトダイオードの発熱によって,測定値が時間の経過とともに
変化する場合は,温度安定に達してから測定するか,あらかじめ測定時間を決めておく。
    参考 測定時間を2倍にしても,測定値が予定された誤差以上の変化を生じないならば,温度安定に
          達していると考えられる。
6.6   測定回路 この規格で図示した測定回路は,測定に用いる回路の一例を示している。したがって,
同様の結果が得られる限り代替回路が使用できる。
7. 電気的・光学的特性の測定方法
7.1   暗電流測定
7.1.1  目的 規定された状態での,フォトダイオードの暗電流を測定することを目的とする。
7.1.2  測定回路 暗電流の測定は,図1に示すような回路によって,次の方法で行う。

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                                                                                              3
                                                                                   C 5991 : 1997
                                        図1 暗電流測定
7.1.3  測定方法 光の入力がない状態で,供試フォトダイオードの電極端子間に規定の逆電圧を印加し,
そのときの暗電流を測定する。
7.1.4  個別規格に規定すべき項目
a) 動作温度
b) 逆電圧
7.2   受光感度測定
7.2.1  目的 規定された状態での,フォトダイオードの受光感度を測定することを目的とする。
7.2.2  測定回路 受光感度の測定は,図2に示すような回路によって,次の方法で行う。
                                       図2 受光感度測定
7.2.3  測定方法 供試フォトダイオードに規定の逆電圧を印加し,規定の波長及びスペクトル幅の光源を
用いて入力光パワーPの光を照射する。このときの回路に流れる電流を測定し,これから暗電流を差し引
いた光電流IP0を算定し,式(1)によって算出する。
                        S (A/W) =IP0/P  (1)
                      ここに,   S :  受光感度 (A/W)
                                 P :  入力光パワー (W)
                                IP0 :  光電流 (A)
  図2は,光源に半導体レーザを使用した場合の測定回路の例であるが,光源に白色光源と分光器を組み
合わせて使用してもよい。
7.2.4  測定上の注意 測定する際には,次のことに注意する。
a) 光ファイバピグテイル形及び光コネクタ形以外のフォトダイオードについては,光入力ビーム径は,
    供試フォトダイオードの受光径よりも小さいこと。
b) 入力光パワーは,フォトダイオードの光電流が直線性を示す領域にある光パワーを用いること。
7.2.5  個別規格に規定すべき項目
a) 動作温度

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b) 逆電圧
c) 光源の波長及びスペクトル幅
7.3   上昇時間・下降時間測定
7.3.1  目的 規定された状態での,フォトダイオードの上昇時間及び下降時間を測定することを目的とす
る。
7.3.2  測定回路 上昇時間・下降時間の測定は,図3(1)に示すような回路によって,次の方法で行う。
                                 図3(1) 上昇時間・下降時間測定
7.3.3  測定方法 直流電源の電圧を調整し,供試フォトダイオードに規定の逆電圧を印加する。スイッチ
を開き,電圧計を回路から切り離す。
  規定のピーク発振波長及びスペクトル幅の半導体レーザに,直流バイアス電流と,く(矩)形パルス信
号を印加する。バイアス電流値とパルス発生器の繰返し周波数,振幅及びパルス幅を調整し,規定の光パ
ルスを得る。
  供試フォトダイオードに,この光パルスを入力し,フォトダイオードからの出力信号を負荷抵抗器を介
してオシロスコープなどの測定器で測定する。出力信号が最大値の10%から90%まで増加するのに要する
時間を上昇時間 (tr) とする。ターンオン時間 (ton),ターンオン遅延時間 (td(on)),ターンオフ時間 (toff),タ
ーンオフ遅延時間 (td(off)) は,図3(2)に示す時間とする。
  また,出力信号が最大値の90%から10%まで減少するのに要する時間を,下降時間 (tf) とする。
  なお,フォトダイオードの逆電圧は,PIN形については規定の電圧を,アバランシェフォトダイオード
(以下,APDという。)の場合は規定の増倍率を与える電圧とする。

――――― [JIS C 5991 pdf 5] ―――――

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