Optik aloqa asoslari - bet 59

|
Optik aloqa asoslari
|
bet | 59/160 | Sana | 13.01.2024 | Hajmi | 1 Mb. | | #136728 |
Bog'liq Optik aloqa asoslari (N.Yusupov, R.Isayev)z'
200
100
Л Ф3 Ф, Ф}
Фо
ф^ф^ф^
2 4 6 8 10 12 14 16 a)
ф
b)
4.3-rasm. Fotodiodning volt-amper xarakteristikalari (a) va
energetik xarakteristikalari (b) oilasi
Fotodiodlarning integral sezgirligi bir necha o‘ndan bir A/W larni tashkil etadi. Bu parametrning qiymati yorug'lik nurining to‘lqin uzunligiga bog'liq va turli yarimo‘tkazgichlar uchun to'lqin uzunligining muayyan qiymatlarida eng katta qiymatga erishadi (4.4-a rasm).
Fotodiodiar katta tezkorlikka ega bo‘lgan fotoqabulqilgichlardan hisoblanadi. Ular bir necha yuz megagerslargacha chastotalarda ishlaydi. Fotodiodga qo‘yiladigan kuchlanishning qiymatlari 10— 30 V oraliqda yotadi. Qorong'ilik tokining qiymati germaniyli fotodiodiar uchun 10—20 mkA dan, kremniyli fotodiodiar uchun esa 1—2 mkA dan oshmaydi. Ulardan yorug‘lik ta’sirida oqib o'tadigan tokning qiymati bir necha yuz mikroamperlarni tashkil etadi. Keying! paytlarda murakkab tarkibli yarimo‘tkazgichlardan infraqizil nurlanishiga sezgir bo‘lgan fotodiodiar ishlab chiqilgan.
134
www.ziyouz.com kutubxonasi
Ko‘pchilik fotodiodlar yassi qoplamli texnologiya bo'yicha tayyorlanadi.
b)
4.4-rasm. Fotodiodning spektral (a) va chastotaviy (b) xarakteristikalari
Fotodiodlar boshqa xil fotoqabulqilgichlarga o'xshab, integral sezgirlik 5int, monoxromatik sezgirlik S,., chegaraviy chastota /heg, qorong‘ilik toki A, solishtirma bo‘sag‘a oqimi 0Cheg’ bo‘sag‘a payqash qobiliyati D kabi parametrlar bilan tavsiflanadi. Bundan tashqari, odatiy ishchi kuchlanish tAhch. va teskari yo'nalishda qo‘yiladigan kuchlanishning ruhsat etilgan qiymati tAax.ishchi ham fotodiodning parametrlaridan hisoblanadi. Fotodiodlarning bir necha turlari mavjud: p-n o‘tishli fotodiod, p-i-n tuzilishli fotodiod, geteroo'tishli fotodiod (ya’ni, turli xil yarimo‘tkazgichlar orasidagi p-n o‘tish asosidagi fotodiod), metall va yarimo'tkazgich orasidagi
135
www.ziyuz.com kutubxonasi
kontaktdan foydalanishga asoslangan Shottki fotodiodi, ko'chkili fotodiod shular jumlasidandir.
p-i-n fotodiodi
Bu turdagi fotodiodning o'ziga xos xususiyati shundaki, unda p+ va tT sohalar xususiy yarimo'tkazgichli i qatlam bilan ajratilgan (4.5-rasm).
Undagi p+ va n+ belgilashlar bu sohalar kiritmalar bilan yuqori darajada boyitilganini ko'rsatadi. d qalinlikka ega bo‘lgan i -qatlamga oz miqdordagi donor yoki akseptor kiritmalari diffuziya qilingan (bundan buyon bu qatlamga donor kiritmalari kiritilgan va uni n tur o'tkazuvchanlikka ega deb qaraymiz).
Fotodiodga teskari yo'nalishdagi C4esk kuchlanish qo'yilganida z-sohada Zhzs qalinlikdagi hajmiy zaryad qatlami shakllanadi va ichki elektr maydoni hosil bo'ladi. Ishchi rejimda Uiea kuchlanish hajmiy zaryad i qatlamni butkul qoplaydigan, ya’ni Lhzs=d bo‘ladigan qilib tanlab olinadi.
Fotodiod energiyasi yarimo'tkazgich man etilgan energetik sohasining kengligiga qaraganda katta (/zv>AB4es) fotonlar bilan yoritilganida har bir yutilgan fotonlar hisobiga bir juft elektron va kovak hosil bo'ladi. Yorug‘lik tomonidan hajmiy zaryad sohasida hosil qilingan zaryad tashuvchilar ichki elektr maydon tufayli ajralib, qarama-qarshi tomon harakat qiladi. Amalda fotodiod sirtiga tushgan yorug‘lik oqimining bir qismi havo — fotodiod chegarasidan qaytadi. Bundan tashqari, yorug'lik quwatining hajmiy zaryad sohasidagi yutiladigan ulushi Lhzs ning kattaligi va nurlanishning yutilishi koeffitsiyenti a ga va bu koeffitsiyent o‘z navbatida nurlanishning to'lqin uzunligiga bog'liq bo‘ladi. Shunday qilib, nurlanishning p+ sohasidagi yutilishi hisobga olinmasa, kvant samaradorligi quyidagi munosabat bilan aniqlanadi:
= (4.9)
bunda, R — frenel qaytish koeffitsiyenti; uning son qiymati ko'pchilik yarimo‘tkazgichlar uchun 0,3 ga teng.
Yorug'likning hajmiy zaryad sohasidan tashqaridagi qatlamlarda yutilishi kvant samaradorligini kamaytiradi, chunki bu qatlamlarda
136
www.ziyouz.com kutubxonasi
4.5-rasm. p-i-n fotodiodining tuzilishi (a) va elektr maydon
kuchlanganligining lining sohalari bo‘yicha taqsimoti (b)
hosil bo‘lgan zaryad tashuvchilar awaliga hajmiy zaryad sohasiga
diffuziyalanishi, so'ngra qarama-qarshi tomonga ajralishi kerak.
Agar p+ va n+ sohalarni nurlanishga nisbatan shaffof qilib tayyor-
lansa, nurlanishning hajmiy zaryad sohasidan tashqaridagi qat-
lamlardagi yutilishini to‘liq yo‘qotishga erishish mumkin. Hajmiy
zaryad sohasi kengligining yutilish koeffitsiyentining qiymati bilan
mos ravishda tanlab olish p-i-n fotodiodning integral sezgirligini
odatdagi fotodiodlardagiga nisbatan sezilarli tarzda — S,nt. =*0,7
A/W gacha oshirish imkonini beradi. Bu kattalik yorug‘lik nur-
larining to'lqin uzunligiga bog‘liq bo‘ladi va turli xil yarim-
o'tkazgichlar uchun muayyan to‘lqin uzunligida maksimal qiymatga
erishadi.
Yorug'lik ta’sirida hosil bo‘lgan zaryad tashuvchilaming harakat
vaqti, asosan, ulaming z-sohani uchib o‘tish vaqti bilan belgilanadi:
d 1
|
| |