[教育學(xué)]5浙江傳媒學(xué)院第五章上課版本-全文預(yù)覽
【正文】 s pin光電二極管的通用工作特性參數(shù) 參數(shù) 符號(hào) 單位 Si Ge InGaAs 波長(zhǎng)范圍 ? nm 400~1100 800~1650 1100~1700 響應(yīng)度 R A/W ~ ~ ~ 暗電流 ID nA 1~10 50~500 ~ 上升時(shí)間 ?r ns ~ ~ ~ 帶寬 B GHz ~ ~ ~ 偏置電壓 VB V 5 5~10 5 Si、 Ge、 InGaAs 雪崩光電二極管的通用工作特性參數(shù) 光檢測(cè)器的比較（ 2） 參數(shù) 符號(hào) 單位 Si Ge InGaAs 波長(zhǎng)范圍 ? nm 400~1100 800~1650 1100~1700 雪崩增益 M —— 20~400 50~200 10~40 暗電流 ID nA ~1 50~500 10~50 M=10 上升時(shí)間 ?r ns ~2 ~ ~ 增益帶寬積 M?B GHz 100~400 2~10 20~250 偏置電壓 VB V 150~400 20~40 20~30 ? 在短距離的應(yīng)用中，工作在 850nm的 Si器件對(duì)于大多數(shù)鏈路是個(gè)相對(duì)比較廉價(jià)的解決方案。所以 APD的暗電流主要是指體內(nèi)暗電流。暗電流 Id定義為無(wú)光照射時(shí)光電二極管的反向電流，主要是由熱激發(fā)而形成的載流子引起的。C 60186。 取決于渡越耗盡層時(shí)間 e 為電子電荷，其值為 1019 C。 為了得到較高的量子效率，必須加大耗盡區(qū)的厚度， 使得可以吸收大部分的光子。而 InGaAs晶體管的尺寸僅僅為 60納米。 PN光電二極管 (1) 擴(kuò)散分量的存在導(dǎo)致光電二極管瞬態(tài)響應(yīng)失真 考慮漂移和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)時(shí) PN光電二極管對(duì)矩形脈沖的響應(yīng) 解決方法：減小 P,N區(qū)厚度，增加耗盡區(qū)的寬度，使大部分入射光功率在耗盡區(qū)吸收，減少 P,N區(qū)吸收的光能 PIN ? PIN光電二極管 ? 結(jié)構(gòu)： 在 PN結(jié)間插入一層非摻雜或輕摻雜半導(dǎo)體材料，以增大耗盡區(qū)寬度 w，達(dá)到減小擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的影響，提高響應(yīng)度的要求。 響應(yīng)時(shí)間 ： 由光功率輸入轉(zhuǎn)化為光電流輸出，有一定時(shí)間遲后，其值主要決定于載流子通過(guò)耗盡區(qū)的 渡越時(shí)間 。 □ 在半導(dǎo)體材料上，當(dāng)入射光子能量 h?超過(guò) 帶隙能量 Eg時(shí)，產(chǎn)生電子 空穴對(duì)。 ? 常用的有 PIN光電二極管和雪崩光電二極管（ APD） ? 要求 : ? 高效率、 ? 響應(yīng)速度快，線性好及頻帶寬 ? 低噪聲、器件本身對(duì)信號(hào)的影響小。 時(shí)鐘提取與數(shù)據(jù)再生 （ CDR） 性能指標(biāo) :接收靈敏度 誤碼率或信噪比 前端 光信號(hào) 探測(cè)器 抑制碼間干擾 ? 光電轉(zhuǎn)換器件，光接收機(jī)的首要部件 ? 當(dāng)前的光檢測(cè)器主要是半導(dǎo)體光檢測(cè)器 ? 以光電二極管應(yīng)用最廣泛。 加反向偏壓，形成耗盡區(qū) 。 ? 其 光生 電流大小 Ip與入射光功率 Pin成比例： inp RPI ?R— 光電檢測(cè)器的 響應(yīng)度 （ A/W） PN光電二極管 (1) ? 工作原理：入射光從 P側(cè)進(jìn)入，在耗盡區(qū)光吸收產(chǎn)生的電子－空穴對(duì)在內(nèi)建電場(chǎng)作用下分別向左右兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生光電流。載流子作擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的時(shí)延將使檢測(cè)器輸出電流脈沖后沿的托尾加長(zhǎng)，影響光電二極管的響應(yīng)速度。 MIT的 MTL（微系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室）最近演示了用 InGaAs制作的晶體管，傳輸電流是最先進(jìn)的硅晶體管的 。 Ip: 光生電流 Pin：入射光功率 ? ? 入射光功率 Pin中含有大量光子，能轉(zhuǎn)換為光電流的光子數(shù)和入射總光子數(shù)之比稱(chēng)為 量子效率 . hfPqIinp?? 產(chǎn)的電子可信度的數(shù)?產(chǎn)生的電子－空穴對(duì)的個(gè)數(shù) 入射的光子數(shù) 在光電二極管的應(yīng)用中， 100個(gè)光子會(huì)產(chǎn)生 30到 95個(gè)電子－空穴對(duì)，因此檢測(cè)器的量子效率范圍為 30%~95%。 ? 1 .2 4PinI eRP
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1