Detektory světla

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Co je účelem přechodu elektronů z valenčního do vodivostního pásu v polovodičových fotodiodech?

Snížení práhu citlivosti

Zvýšení účinnosti konverze

Zvýšení citlivosti na λ

Vznik páru elektron-díra (correct)

Jaký je rozdíl mezi PN přechodem a PIN fotodiodou?

PN přechod má nižší účinnost konverze

PN přechod má vyšší rezistivitu

PIN fotodiody jsou rychlejší

PIN fotodiody mají lower šum (correct)

Co je důsledkem závěrnické polarizace v fotodiodě?

Snížení citlivosti na λ

Netečnost fotodiody k světlu

Růst proudu v závislosti na intenzitě osvětlení (correct)

Zvýšení účinnosti konverze

Jaký je účel I oblasti v PIN fotodiodě?

Absorpce světla Signup and view all the answers

Co výrazně ovlivňuje pracovních charakteristiku fotodiody?

Materiálové složení Signup and view all the answers

Co je výhodou PIN fotodiody oproti PN přechodu?

Nižší šum a rychlejší odezva Signup and view all the answers

Jaký je význam vnitřního fotoelektrického jevu?

Vznik páru elektron-díra Signup and view all the answers

Co je účelem závěrného napětí v fotodiodě?

Rychlý odvod nosičů náboje z přechodu Signup and view all the answers

Jaký je rozdíl mezi PIN a APD detektory?

APD má vnitřní zesílení Signup and view all the answers

Jaká je možná hodnota responsivity (citlivosti) PIN detektoru?

0.7 A/W Signup and view all the answers

Jaký je výhoda APD detektoru oproti PIN?

nižší práh citlivosti Signup and view all the answers

Jaký je vztah mezi délkou vlny a citlivostí detektoru?

citlivost klesá s délkou vlny Signup and view all the answers

Co určuje šířku pásma detektoru?

všechny výše uvedené Signup and view all the answers

Jaký je poměr signál-šum (SNR) měřen?

v dB Signup and view all the answers

Co určuje kvalitu signálu?

poměr signál-šum Signup and view all the answers

Jaký je rozsah napětí pro snímač APD?

150-400 V Signup and view all the answers

Proč je vnitřní zesílení důležité pro APD detektory?

Protože zvyšuje citlivost Signup and view all the answers

Jaký je účel PN nebo PIN detektoru?

všechny výše uvedené Signup and view all the answers

Study Notes

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

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Description

Quiz o vlastnostech PIN diod pro detekci světla, včetně citlivosti a dynamického rozsahu.

Detektory světla - PIN diody a jejich vlastnosti

Choose a study mode

Podcast

Questions and Answers

Co je účelem přechodu elektronů z valenčního do vodivostního pásu v polovodičových fotodiodech?

Jaký je rozdíl mezi PN přechodem a PIN fotodiodou?