Thông tin quang / C4___ Bộ thu quang

Các loại photodiodeHai loại photodiode thông dụng: PIN photodiode: độnhạy thu thấp, mạch đơn giản, dễ sử dụng. APD photodiode ( Avalanche Photodiode): độnhạy thu cao, băng thông lớn, cần điện áp định thiên lớn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thông tin quang / C4___ Bộ thu quang Chương 4. Bộ thu quang trong thông tin quang Chương 48/2009 Chương 4 BỘ THU QUANG Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Chương 4. Bộ thu quang trong thông tin quang Chương 48/2009 4.1. Giới thiệu Bộ thu quang: Chuyển đổi tín hiệu quang thu được thành tín hiệu điện mang thông tin. Gồm một photodiode và một hay nhiều tầng KĐ + mạch tái tạo tín hiệu Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Chương 4. Bộ thu quang trong thông tin quang Chương 48/2009 4.2. Các loại photodiode Hai loại photodiode thông dụng: PIN photodiode: độ nhạy thu thấp, mạch đơn giản, dễ sử dụng APD photodiode ( Avalanche Photodiode): độ nhạy thu cao, băng thông lớn, cần điện áp định thiên lớn. APD photodiode (Hamamatsu Corp.) PIN photodiode Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Chương 4. Bộ thu quang trong thông tin quang Chương 48/2009 4.2.1 PIN-photodiode • Giữa hai lớp bán dẫn có độ pha tạp cao p+ và n- là một vùng bán dẫn có độ pha tạp thấ, còn gọi là lớp tự dẫn (lớp i) Lớp chống Tiếp xúc phản xạ kim loại hình tròn Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Chương 4. Bộ thu quang trong thông tin quang Chương 48/2009 4.2.1 PIN-photodiode (tiếp) • Nguyên lý hoạt động: • Khi phân cực ngược tiếp giáp p-n: không có dòng điện chạy qua ! • Khi chiếu một photon có năng lượng hν > Eg => kích thích một điện tử nhảy từ vùng hoá trị lên vùng dẫn, tạo thành điện tử tự do. 1,24 λc = • Bước sóng cắt E g (eV ) • Năng lượng dải cấm Eg phụ thuộc vào vật liệu chế tạo photodiode, do vậy mỗi loại vật liệu có bước sóng cắt khác nhau: • PIN chế tạo bằng Si có λc = 1.06 µm • PIN chế tạo bằng Ge có λc = 1.6 µm Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Chương 4. Bộ thu quang trong thông tin quang Chương 48/2009 Ưu điểm của PIN-photodiode: • – Điện áp cung cấp nhỏ (5v - 10v) Tạp âm thấp – Mạch điều khiển đơn giản – Nhược điểm của PIN-photodiode: • – Độ nhạy thu thấp ( khoảng -30 dBm, do 1 photon tới chỉ sinh ra 1 điện tử) – Băng thông nhỏ ( < 3GHz) => Nghiên cứu chế tạo APD để khắc phục nhược điểm trên ! Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Chương 4. Bộ thu quang trong thông tin quang Chương 48/2009 4.2.2. Photodiode thác lũ (APD: Avalanche Photodiode) Tiếp xúc Thêm một lớp bán dẫn p vào giữa lớp π và n+ => tạo ra một điện trường lớn Nhân thác lũ trên tiếp giáp p-n+: Gia tốc các điện tử Hấp thụ Điện tử va chạm với các nguyên tử (Lớp p pha tạp sinh ra điện tử tự do mới => thấp) ...