18 Questions
Co je účelem přechodu elektronů z valenčního do vodivostního pásu v polovodičových fotodiodech?
Vznik páru elektron-díra
Jaký je rozdíl mezi PN přechodem a PIN fotodiodou?
PIN fotodiody mají lower šum
Co je důsledkem závěrnické polarizace v fotodiodě?
Růst proudu v závislosti na intenzitě osvětlení
Jaký je účel I oblasti v PIN fotodiodě?
Absorpce světla
Co výrazně ovlivňuje pracovních charakteristiku fotodiody?
Materiálové složení
Co je výhodou PIN fotodiody oproti PN přechodu?
Nižší šum a rychlejší odezva
Jaký je význam vnitřního fotoelektrického jevu?
Vznik páru elektron-díra
Co je účelem závěrného napětí v fotodiodě?
Rychlý odvod nosičů náboje z přechodu
Jaký je rozdíl mezi PIN a APD detektory?
APD má vnitřní zesílení
Jaká je možná hodnota responsivity (citlivosti) PIN detektoru?
0.7 A/W
Jaký je výhoda APD detektoru oproti PIN?
nižší práh citlivosti
Jaký je vztah mezi délkou vlny a citlivostí detektoru?
citlivost klesá s délkou vlny
Co určuje šířku pásma detektoru?
všechny výše uvedené
Jaký je poměr signál-šum (SNR) měřen?
v dB
Co určuje kvalitu signálu?
poměr signál-šum
Jaký je rozsah napětí pro snímač APD?
150-400 V
Proč je vnitřní zesílení důležité pro APD detektory?
Protože zvyšuje citlivost
Jaký je účel PN nebo PIN detektoru?
všechny výše uvedené
Study Notes
Detektory světla
- Pevnost v oblasti – vyšší Uzávěr
- PN – 10^-6 až 10^-9 s, PIN – 10^-12 až 10^-15 s
Vlastnosti PIN
- Typ závěrné U: 3 - 20 V (max. > 100 V)
- Typ odezva: 1-tky ns - 1-tky ps
- Citlivost (Responsivity) ρ: Si – max. 0.7 A/W na 800 nm, InGaAs: 1 A/W okolo 1600 nm
- Velký dynamický rozsah - linearita charakteristiky, výstupního proudu: > 50 dB
Fototranzistory
- Vnitřní zesílení → zvýšená citlivost
- Pomalejší odezva, horší linearita, vyšší šum
Lavinová fotodioda (APD)
- Odlišná struktura oproti PIN (oblast násobení elektronů)
- Vnitřní zesílení → vyšší citlivost
- Vnitřní zesílení – založené na lavinovém násobení - silné elektrické pole urychluje světlem získané elektrony – vyrážejí další valenční elektrony (nárazová ionizace)
- Potřeba vysoké U – téměř lavina nosičů – závisí na osvětlení
- Nárůst počtu prvotních nosičů - násobící faktor M – 10 až 100
Vlastnosti detektorů
- Typické napětí APD: Si - 150 až 400 V, InGaAs - 20 až 60 V
- Materiály detektorů – různá spektrální citlivost:
- Si: 400-1100 nm
- Ge: 600-1600 nm
- GaAs: 400-900 nm
- InGaAs: 900-1700 nm
- InGaAsP: 800-1600 nm
- Citlivost (Responsivity) prudce klesá na velkých λ – malá energie
Rychlost a šířka pásma
- Doba převodu optického signálu na elektrický
- Doba náběhu (šířka pásma) – odezva výstupu detektoru na změnu optického vstupu
- Doba náběhu a sestupu – ne vždy symetrické - často delší, pomalu klesající doběh
Kvalita signálu
- Rozdíl mezi signálem a šumem
- Analogový signál – měřená jako poměr signál-šum (SNR), obvykle v dB
- Digitální signál – měřená jako bit error rate (BER) - poměr chybně přijatých bitů
Zapojení detektoru
- Základní obvod s PIN (PN) fotodiodou
Quiz o vlastnostech PIN diod pro detekci světla, včetně citlivosti a dynamického rozsahu.
Make Your Own Quizzes and Flashcards
Convert your notes into interactive study material.
Get started for free
