Разделы

Выбор необходимого фотодиода

Приемник излучения должен преобразовать оптический сигнал в электрический. Поскольку информационный сигнал содержится в модулированном световом потоке, этот поток должен быть принят как можно полнее и без искажений. Так как рабочая поверхность приемника - намного больше сечения световода, потери при переходе излучения в приемник будут намного меньше, чем при переходе от источника в линию. Для приема излучения могут использоваться фотодиоды. Это - полупроводниковые приборы на основе кремния, германия и соединений элементов третьей и пятой групп. Основными параметрами приемников являются чувствительность, темновой ток и порог чувствительности. Параметры определяются при заданных источнике излучения, электрическом режиме и температуре.

Наиболее популярными для применения в ВОСП являются полупроводниковые PIN-фотодиоды и лавинные фотодиоды (ЛФД или APD).

В p-i-n фотодиодах между слоями с разной проводимостью вводится слой с собственной проводимостью (i область), который при подаче обратного напряжения смещения обедняется свободными носителями, и сильное электрическое поле в нем будет ускорять носители, которые будут образовываться в результате поглощения света. Они обладают большей чувствительностью за счет снижения потерь от рекомбинации. Барьерная емкость - мала, за счет чего обеспечиваются хорошие частотные характеристики . Для них требуется не большое напряжение обратного смещения (5 В и меньше), что определяет их преимущественное использование в ЛВС и других оконечных устройствах.

Лавинные фотодиоды обладают внутренним усилением и отличаются от p-i-n фотодиодов наличием еще одного дополнительного слоя. При высоких обратных напряжениях смещения (порядка 100 В) в них образуется сильное ускоряющее поле, в котором происходит лавинное размножение носителей, то есть усиление фототока. эти приборы характеризуются высокой чувствительностью, большим усилением и высоким быстродействием, однако, их использование затруднено сложностью, высокой стоимостью, высокими рабочими напряжениями, необходимостью стабилизации напряжений и температур и работой только в режиме усиления слабого сигнала.

Выбирая фотодиод, в требуемом спектральном диапазоне, нам необходимо обеспечить наибольшую чувствительность, минимальную емкость, минимальный темновой ток, минимальную эквивалентную мощность шумов.

Спектральные характеристики приемников оптического излучения (рис 2):

Рис.2 Спектральные характеристики приемников оптического излучения [3, стр. 269]

Из приведенного выше рисунка (рис.2), видно, что в третьем окне прозрачности для изготовления фотодиодов используются такие материалы, как Ge и InGaAs (соединения группы АIIIBv). Будем выбирать из приемников, изготовленных из этих материалов.

Как правило, в InGaAs-фотодиодах достигаются большие значения показателя поглощения света, чем в Ge. Если же на длине волны 1.33 мкм они соизмеримы, то уже на 1.55 мкм германий обладает меньшим поглощением. Так же вследствие малой ширины запрещенной зоны плотность темнового тока в германии превышает на несколько порядков плотность темнового тока в InGaAs.

Исходя из вышесказанного, будем выбирать фотодиод на основе

InGaAs

.

В таблице 2 и таблице 3 приведен ряд PIN и APD фотодиодов соответственно:

Таблица 2.

PIN

-фотодиоды

модель

Fв, ГГц

Id, нА

S, А/Вт

C, пФ

dакт, мкм

Mitsubishi Electric Semiconductor

PD708C8

2

0.05

0.9

1.2

80

Kyosemi

Corporation

KPDE10GC-V2

14

0.01

0.95

0.17

28

Microsemi Corporation

LX3055

6.5

0.6

1.0

0.35

60

Hamamatsu Corporation

G8198-1

3

0.06

0.95

0.6

40

Kodenshi Korea corp.

KPPB1-LM622

1.4

0.2

0.95

1.3

70

Перейти на страницу: 1 2

Другие материалы

Разработка квазиоптимальной, по критерию минимума, вероятности ошибки системы связи
...

Решение задач синтеза и анализа систем автоматического управления (САУ) конкретными техническими объектами на базе современных методов и с использованием вычислительной техники
Основной целью курсовой работы по дисциплине "Теория управления” является закрепление и углубление теоретических знаний, полученных на лекциях и практических занятиях. ...

Проектирование микропроцессорной измерительной системы
Курсовое проектирование преследует цель закрепить знания, полученные студентами при изучении курсов по микропроцессорной технике. Оно помогает на практике применить полученные теоретиче ...

Копирайт 2020 : www.ordinarytech.ru