Модуляционные характеристики светоизлучающего диода

Частотная характеристика модуляции СИД имеет ограниченную верхнюю частоту, определяемую временем жизни инжектированных носителей зарядов в активном слое _S:

(4.8)

где f – частота модулирующего сигнала S(t). Полоса частот модуляции СИД определяется по частоте, на которой обнаруживается уменьшение средней квадратичной мощности модулированного сигнала в два раза (4.9).

(4.9)

Это возможно в случае

(4.10)

В логарифмическом масштабе это изменение мощности будет соответствовать

На рисунке 4.6 представлен график частотной характеристики модуляции СИД.

Рисунок 4.6 Частотная характеристика модуляции СИД

Реальная полоса частот модуляции СИД зависит от конструкции прибора и, как правило, не превышает 100 МГц.

Эквивалентная электрическая схема модулятора с СИД представлена на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 Эквивалентная схема модулятора с СИД

Заметное отличие имеют характеристики модуляции СИД в высокочастотном непрерывном и импульсном режимах модуляции.

Высокочастотный непрерывный режим предполагает большой ток прямого смещения , на который накладывается гармоническое воздействие

(4.11)

где

В таком случае задержки рекомбинации определяются временем жизни носителей заряда в активном слое ts и внутренней квантовой эффективностью. Достижимая полоса частот модуляции может быть расширена до 200 МГц.

Рисунок 4.8 Характеристика быстродействия СИД при модуляции

В импульсном режиме модуляции, когда происходит включение и выключение прибора большим сигналом, скорость релаксации зависит не только от _s, но и от таких процессов, как перезарядка барьерной емкости p - n перехода (Сд = 10? 100 пФ), установлением распределения концентрации носителей зарядов во всей области излучения. При этом наблюдается задержка включения

(4.12)

где Uд – напряжение на диоде, - амплитуда модулирующего импульса. Кроме того, наблюдается время нарастания импульса t_НР (рисунок 4.8).

Общее время включения СИД при импульсной модуляции составит

(4.13)

В результате этого полоса частот модуляции СИД не достигает и 100 МГц. Только в короткозамкнутом режиме, когда выключается и замыкается цепь СИД, полосы частот модуляции малым и большим сигналом могут быть равными.

Дата добавления: 2015-07-11