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:

Построение вольт - амперной характеристики лавинного фотодиода.

Запишем формулу для построения ВАХ фотодиода:

Где V - напряжение, характеризующее потенциальный барьер. Чтобы построить ВАХ в данную формулу нужно подставить значения:1) V=0; 2)V=-:

1) V=0; тогда I=0;

2) V=-, тогдаI=

Определение полосы пропускания фотодиода.

Важнейшим спектральным параметром фотодиода является его полоса пропускания . Определим её величину из формулы:

Где -время быстродействия лавинного фотодиода. Для определения данного параметра применим следующее выражение:

В данной формуле присутствуют следующие величины: - ширина освещаемойi-области ЛФД; - ширина области ударной ионизации ЛФД;скорости движения электронов и дырок соответственно. Зададимся значениями данных скоростейТаким образом:

Тогда полоса пропускания ЛФД будет равна:

Шумы фотодиода.

Лавинный фотодиод характеризуется наличием следующих типов шумов: 1) квантовый (дробовый) шум, 2) шум темнового тока, 3) тепловым шум;

Рассчитаем все виды шумов отдельно:

1) Квантовый (дробовый) шум:

В данной формуле F(M) - коэффициент шума ЛФД, зависящий от коэффициента умножения. Зададимся значением F(M)=10;

Тогда мощность квантового шума будет равна:

2) Шум темнового тока:

= 539,366;

3) Тепловой шум фотодиода:

Рассчитаем общий шум лавинного фотодиода, как сумму всех представленных выше шумов:

837,539

Исходя, из рассчитанного шума фотодиода можно определить отношение сигнал/помеха лавинного фотодиода по формуле:

В данной формуле имеется величина - это материальная чувствительность лавинного фотодиода, чтобы её определить необходимо, воспользоваться формулой:

Следовательно, отношение сигнал/помеха будет равно:

Заключение

В данной курсовой работе были рассчитаны параметры полупроводникового гомолазера и лавинного фотодиода. По результатам расчетов были построены различные характеристики приборов – ватт-амперная и спектральная характеристики гомолазера различных областей излучения, вольтамперная и спектральная характеристики лавинного фотодиода. Построенные характеристики соответствуют теоретическим данным. Также была определена нестабильность оптической несущей гомолазера, которая мала и находится в допустимых пределах для данного прибора. Общий шум лавинного фотодиода оказался мал, а рассчитанное отношение сигнал/шум – велико, что также соответствует теории.

Список использованной литературы.

1) Конспект лекций по курсу ОЭКПиУ/К.Е. Заславский.

2) Волоконно-оптические системы передачи, часть 1/Г. Агравал; перевод с англ. к.т.н. Э.А. Дёмина, под редакцией профессора, к.т.н. К.Е. Заславского/Издательство «ВЕДИ», Новосибирск, 2005 г.

3) Окоси Т. и др. Волоконно - оптические датчики: Пер. с япон.-Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние,1990. - 256 с.: мл.

4)Заславский К.Е. Волоконно - оптические системы передачи. Учебное пособие часть 1

20