Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Metoda_1_TPISiS_EMsovm_VOSP.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
930.35 Кб
Скачать

3.6Фотоприемники для оптических систем передачи. Назначение. Характеристики. Принцип работы p-I-n фотодиода.

Фотодетектором (фотоприёмником) называют устройство, преобразующее оптическую энергию в электрическую.

Характеристики:

- чувствительность (отношение фототока к оптической мощности);

- требуемые спектральные характеристики и широкополосность (широкополосность определяется на ур.0,707 от макс.спектр-ой.чувств-ти);

- низкий уровень шумов;

- высокое быстродействие (время нарастания электрического сигнала);

- длительный срок службы;

- надежное соединение с линией и использование в интегральных схемах совместно с оптическими усилителями.

- внутренняя квантовая эффективность вн – это безразмерная величина, определяющая соотношение числа электронов и фотонов в фотодиоде;

- темновой ток – обратный ток в отсутствии светового потока.Чаще всего обусловлен поверхностным током утечки. Он сильно зависит от температуры.

- напряжение смещения Uд (Для pin ФД Uд=10-30В.ЛФД Uд=100-400В).

P-I-Nдиод. В p-i-n фотодиоде между областями с проводимостями (легированными) р+(база) и n+(коллектор) расположен слой i (слой поглощения фотонов) собственной проводимости полупроводника (i – intrinsic). Фотоны вводятся в детектор через окно, имеющее тонкий слой просветляющего покрытия (толщина около l/4) с показателем преломленияn=sqr(nпп), согласующим разные среды – стекловолокно (nов»1,46) и полупроводник (nпп»3,5). При падении фотонов на i-слой происходит генерация свободных носителей (электронов и дырок), так как кванты света выбивают электроны из валентных связей полупроводника. Время жизни носителей, образованных в i-слое, намного превышает их время жизни в p- и n- слоях (где они быстро рекомбинируют). Носители, под воздействием высокого напряжения обратного смещения, быстро смещаются к границам обедненной зоны, при этом замыкается цепь и начинает протекать фототок. Рисунок в раздатке.

3.7Фотоприемники для оптических систем передачи. Назначение. Характеристики. Принцип действия лавинного фотодиода.

Назначение, Характеристики смотреть в 6 вопросе. ВЫШЕ.

В лавинном фотодиоде достигается усиление первичного фототока за счет управляемого лавинного умножения числа носителей заряда. Этому способствует конструкция ЛФД. Лавинное умножение возникает в слое умножения (рисунок в раздатке).

Лавинное умножение достигается за счет увеличения напряжения Есм до величины, близкой к пробойному. При этом на p - n переходе устанавливается очень сильное электрическое поле (Е > 10 5 В/см). Эта напряженность достигается в узкой области. Высокое быстродействие прибора будет достигнуто, если основная часть фотонов поглощается в слое, где существует сильное электрическое поле. Фотоны пролетают слой умножения и не успевают взаимодействовать с кристаллами. Носители зарядов образуются в слое поглощения и дрейфуют к соответствующим потенциалам. Двигаясь в сильном поле, носители приобретают большую кинетическую энергию и, отдавая часть ее другим носителям, освобождают новые носители (электроны и дырки).

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]