pin光电二极管.pptx
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1、光接收机光接收机:在光传输路线的输出端,必须有一个能转换光信号的接收装置,即光接收机。光检测器:光检测器:光检测器作为光接收机的首要部件,能检测出入射在上面的光功率,并将光功率的变化转变为相应变化的电流。光检测器光检测器的要求的要求1.较高的响应度或灵敏度2.较小的噪声3.响应速度快或足够的带宽4.温度变化不敏感5.光纤尺寸匹配6.价格合理7.工作寿命长光检测器的几种类型:光检测器的几种类型:光电倍增管、热电检测器、半导体材料的光导电体、光电晶体管、光电二极管光电倍增器:光电倍增器:由光电阴极和装在真空管内的倍增器组 成,有很高的增益和很低的噪声,但尺寸较大且需要的偏置电压较高,所以不适合于光
2、纤通信系统。热电检测器:热电检测器:激励后检测器的冷却速度限制了响应速度,主要用途是检测高速激光脉冲,并不十分适合光纤通信系统。光电二极管:光电二极管:尺寸较小,材料合适,灵敏度高,响应速度快,所以在光纤通信系统得到广泛应用。常用的光电二极管有两种类型:常用的光电二极管有两种类型:pin光电二极管和雪光电二极管和雪崩光电二极管(崩光电二极管(APD)。)。PinPin光电二极管:光电二极管:最普通的光电二极管是pin光电二极管,如右图所示,它的它的p型材料区和型材料区和n型材料区由轻微掺杂型材料区由轻微掺杂n型材料的本征型材料的本征区(区(i)隔开。)隔开。正常工作时,加上足够大的反向偏置电压
3、,本征区的载流子就会完全耗尽。在光子流穿过半导体时,会被半导体吸收。假设当x=0时光照到光电探测器上面,其功率为Pin,当光进入半导体距离为x时,其光功率为P(x)光功率随进入半导体的距离dx的变化量为dP(x),那么dP(x)=-s()P(x)dx,其中s()为波长时材料的吸收系数。在半导体材料中光功率的吸收呈指数规律。P(x)=Pinexp(-sx)(6.1)当一个入射光子能量大于或当一个入射光子能量大于或等于半导体的带隙能量时将激励等于半导体的带隙能量时将激励价带上的一个电子吸收光子的能价带上的一个电子吸收光子的能量而跃迁到导带上,从而产生自量而跃迁到导带上,从而产生自由的电子由的电子-
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