ch32通信用光器件副本-文庫吧
2025-04-18 18:40 本頁面
【正文】 FP激光器能夠改善一個數(shù)量級。 DFB激光器的優(yōu)點 ? 線性好 ? DFB的線性非常好，廣泛用于模擬調制的有線電視光纖傳輸系統(tǒng)。 ? 光電二極管的工作原理 ? PIN光電二極管的工作原理 ? APD光電二極管的工作原理 光電二極管的工作原理 ? 光電二極管（ PD）的功能：光信號轉換為電（流）信號。 ? 光電二極管的工作的物理基礎：光的吸收（光電效應） ? 光（生）電流 =漂移電流 +擴散電流 ? 入射光照射到光電二極管上時，不僅 PN結會產生光電效應，而且 P區(qū)或者 N區(qū)也會產生光電效應。 ? 光電二極管工作于反向偏置狀態(tài)。 漂移電流的產生 ? 當入射光作用在 PN結上，如果光子的能量大于或者等于帶隙能量時，便發(fā)生光的吸收，價帶的電子吸收光子的能量躍遷到導帶，形成光生電子空穴對。 ? 在耗盡層，由于內部電場的作用，電子向 N區(qū)運動，空穴向 P區(qū)運動，形成漂移電流。 擴散電流的產生 ? 當入射光照射在 P區(qū)或者 N區(qū)時，由于該區(qū)域沒有內電場（中性區(qū)）。所以，生成的光生電子空穴對在熱運動的作用下，向 PN結結區(qū)擴散進入耗盡層。接著，在耗盡層內電場的作用下，電子和空穴分別向 N區(qū)和 P區(qū)運動 （ 運動方向與漂移電流運動方向相同）形成擴散電流。 光電二極管工作于反向偏置狀態(tài) ? 目的：提高響應速度！ ? 光電二極管通常工作于反向偏置狀態(tài)。其目的是增加耗盡層的寬度，縮小耗盡層兩側中性區(qū)的寬度，從而減小光生電流中的擴散電流。 ? 由于載流子的擴散速度比漂移速度慢得多，所以，減小擴散電流，可以顯著提高光電二極管的響應速度。 ? 但是，如果反向偏置電壓升高，會導致耗盡層增寬，增加了漂移運動的時間，進而使得響應速度減慢。為了解決這個矛盾，必須改進 PN結光電二極管的結構，于是就出現(xiàn)了 PIN光電二極管。 PIN光電二極管 ? 由于 PN結耗盡層只有幾微米，大部分入射光被中性區(qū)吸收， 因而 光電轉換效率 低 ， 響應速度 慢 。 ? 為改善器件的特性，在 PN結中間設置一層摻雜濃度很低的 本征半導體 (稱為 I)，這種結構便是常用的 PIN光電二極管 。 PIN光電二極管的結構和工作原理 ? 中間的 I層是 N型摻雜濃度很低的 本征半導體 ，用 Π(N)表示；兩側是 摻雜濃度 很高 的 P型和 N型半導體，用P+和 N+表示。 ? I層很厚， 吸收系數(shù) 很小，入射光很容易進入材料內部被充分吸收而產生大量 電子 空穴對 ，因而大幅度提高了 光電轉換效率 。 ? 兩側 P+層和 N+層很薄，吸收入射光的比例很小， I層幾乎占據(jù)整個 耗盡層 ， 因而光生電流中 漂移分量 占支配地位，從而大大提高了 響應速度 。 ? 另外，可通過控制 耗盡層的寬度 w，來改變器件的 響應速度 。 圖 3. 21 PIN光電二極管結構 抗反射膜光電極? ( n )P＋N＋E電極PIN光電二極管的工作特性 ? 量子效率和光譜特性 光電轉換效率 用 量子
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