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

Расчет характеристик сигналов и каналов связи
Управление территориально разобщёнными объектами на всех уровнях осуществляется передачей сообщений разнообразными электрическими сигналами с широким использованием передачи информации. Совершенствов ...

Разработка схемы микроЭВМ на базе микроконтроллера семейства AVR Classic
В данной контрольной работе разработана схема микро-ЭВМ на базе микроконтроллера семейства AVR Classic с подключёнными к нему двумя кнопками (переключателями), двумя светодиодами и дв ...

Проектные процедуры разработки печатной платы и технология её изготовления
При изготовлении печатных плат, в зависимости от их конструктивных особенностей и масштабов производства применяются различные варианты технологических процессов, в которых используются ...

Копирайт 2020 : www.ordinarytech.ru