Приёмник излучения.

Рассчитать параметры и постороить спектральную и вольт - амперную характеристику приёмника излучения. Рассчитать и привести его схему включения. Определить быстродействие и полосу пропускания. Рассчитать шумы и найти отношение сигнал/шум в нагрузке ФД.

Исходные данные:

Приёмник излучения - ЛФД

Материал – InGaAsP

1/см

1/см

Мощность излучения в зрачке ФД:

Напряжение питания: U=48,75 В

Схема включения фотодиода:

Чтобы преступить к решению данной части курсовой работы, вначале необходимо определить длинноволновую границу восприятия фотодетектора.

Где ширина запрещенной зоны;

Итак, границей лавинного фотодиода является длина волна . Теперь необходимо выбрать окно прозрачности, на котором фотодиод будет принимать излучение от полупроводникового лазера. Ближайшим окном прозрачности является длина волны, соответствующая первому окну прозрачности:

Приведем формулу расчета материальной чувствительности фотодиода:

Итак, в данной формуле неизвестна величина внутренней квантовой эффективности. Требуется её определить. Сделаем это с помощью формулы:

;

Зададимся значением коэффициента поглощения

Тогда: ;

Важнейшим параметром лавинного фотодиода является коэффициент умножения, характеризующий ударную ионизацию в лавинной области. Данный коэффициент можно определить таким образом:

Где k = а в свою очередь и - коэффициенты ионизации - число частиц, которое возникает в 1см усилительного слоя при определенной напряженности. Определим значение k;

k =

Схема включения фотодиода имеет такой элемент как сопротивление нагрузки . Необходимо найти величину данного сопротивления. Сопротивление нагрузки вычисляется по формуле:

Где - темновой ток фотодиода. Дело в том, что p-i-n фотодиод и лавинный фотодиод - устройства, характеризующиеся наличием темнового тока, возникающего, вследствие температурных изменений окружающей среды. Необходимо рассчитать значение темнового тока, протекающего в лавинном фотодиоде:

.

Далее требуется найти фототок. Исходя из формулы материальной чувствительности фотодиода:

Теперь необходимо рассчитать фототок ЛФД с учётом коэффициента умножения:

Также в формуле для сопротивления нагрузки присутствует величина - это сопротивление фотодиода темновому току. Определим данной величины по формуле:

Заметим, что величина А - постоянная, которая берётся в зависимости от материала. Примем значение А = 1. Тогда:

Теперь, зная численные значения всех необходимых величин, найдём сопротивление нагрузки фотодиода:

Вольт - амперная характеристика фотодиода содержит рабочую точку, которая выбирается преимущественно на прямолинейном участке данной характеристики. Данная рабочая точка задаётся напряжением смещения (напряжением на диоде) Напряжение смещения можно найти, применив к схеме включения фотодиода второй закон Кирхгофа:

(напряжение питания задано)

48,641 В

Одной из важных характеристик фотодиода является напряжение пробоя, его можно определить из стандартной формулы для коэффициента умножения:

В данной формуле значение =

Выразим данное значение напряжения пробоя:

Дата добавления: 2015-11-14