Все разделы / Устройство оптоэлектроники /


Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы

За деньгиЗа деньги (100 руб.)

Контрольная работа по дисциплине: Устройство оптоэлектроники. Вариант №14

Дата закачки: 07 Февраля 2016
Продавец: YULYAMURA
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Работа Контрольная
Форматы файлов: Microsoft Word
Сдано в учебном заведении: ******* Не известно

Описание:
Изобразить структуру фотоприемника. Изобразить ВАХ фото-приемника. Дать определение основным параметрам. Пояснить принцип работы фотоприемника.
Таблица 1. Варианты и типы фотоприемников
Вариант Тип фотоприемника (ФП)
4 Лавинный фотодиод
Оптоэлектроника - это раздел электроники, связанный главным образом с изучением эффектов взаимодействия между электромагнитными волнами оптического диапазона и электронами вещества (преимущественно твердых тел) и охватывающий проблемы создания оптоэлектронных приборов (в основном методами микроэлектронной технологии), в которых эти эффекты используются для генерации, передачи, хранения и отображения информации.
Одним из путей создания быстродействующих фотоприемников с высокой чувствительностью является использование лавинного пробоя, в частности создание лавинных фотодиодов. Если поле в активной зоне фотодиода велико и энергия, приобретаемая фотоносителями тока (электронами и дырками) в этом поле превышает энергию образования электронно-дырочных пар, то начинается лавинообразный процесс размножения носителей. Процесс размножения начинается с генерации носителей под действием излучения, т. е. имеем фотодиод с лавинным размножением носителей.
Усиление первичного фототока в лавинном фотодиоде определяется коэффициентом лавинного размножения:
Ki = Iф / Iф0,
где Iф — ток на выходе фотодиода с учетом размножения; Iф0— ток при отсутствии размножения.
Таким образом, коэффициент лавинного размножения в лавинном фотодиоде является коэффициентом усиления, фототока.
Известно, что коэффициент размножения зависит от напряжения на переходе:
Ki = 1 / [1 — (U / Uпроб)m],
где Uпроб - пробивное напряжение; U - напряжение на р - n переходе; m – коэффициент, учитывающий вид и тип проводимости полупроводникового материала (m=1,5 ¸ 2 для кремния р - типа; m=3,4 ¸ 4 для кремния n – типа).
Тогда ВАХ лавинного фотодиода можно представить в виде:
Iф = Iф0 / [1 — (U / Uпроб)m].
Лавинный процесс происходит очень быстро: инерционность лавинных фотодиодов характеризуется временами переключения 10-8...10-9 с, а произведение коэффициента усиления фототока Ki на полосу частот достигает рекордных значений: Kifгр » 1011 Гц. Предельно реализуемое значение Ki, может быть тем больше, чем меньше тепловой обратный ток фотодиода, поэтому при использовании кремния и арсенида галлия достигнуто. Ki » 103...104, а для германия его величина обычно не более 102. У кремниевых и арсенидгаллиевых приборов ниже уровень шумов.
В режиме лавинного фотоумножения успешно опробованы практически все диодные структуры: р+ – n, р – i – n, n – р – i – р+ , барьер Шоттки.

Рисунок 1 Лавинный фотодиод: а) структура;
б) распределение поля в структуре.
Лавинные фотодиоды перспективны при обнаружении слабых оптических сигналов. Широкое применение лавинных фотодиодов связано со значительными трудностями. Это связано с тем, что в предпробойном режиме коэффициент усиления фототока Ki резко зависит от напряжения. Поэтому лавинные диоды нуждаются в жесткой стабилизации рабочего напряжения путем термостатирования. Лавинным фотодиодам присущ большой разброс параметров у отдельных образцов.
Высокие рабочие напряжения, низкий КПД преобразования затрудняют их использование в микросхемах.
Таблица 5 Параметры лавинных фотодиодов.
 Наименование l , мкм S, А/вт М t б, нс СФ, нФ Uобр, В Примечание
1 ФД-317Л 0,85 50 - 2-3,5 2 70-400 Si
2 ФД-322Л 1,3
1,55 10 - 0,2 1 < 40 Ge
3 ФД-323Л 1,3
1,55 8-10 - 0,22 1 30-50 Ge, термо-электрический холодильник, Рпот < 0,5 Вт
4 ЛФД-150 1,06
1,3
1,55 7-108 - 0,5 - 30-40 Ge
5 ЛФД-200 1,06
1,3
1,55 67,57 - 1 - 30-40 Ge
6 ЛФД-300 1,06
1,3
1,55 343,5 - 0,07 - 30-40 Ge
7 ЛФДГ-70 1,06
1,3
1,55 5-20
25-35
22-35 - - 0,6-0,7 30-40 Ge
8 ЛФДГ-70Т 1,06
1,3
1,55 40-45 - - 0,8-0,9 30-40 Ge
9 ЛФДГ-70ТЛ 1,3
1,55 32-45 - - 0,8-0,9 30-40 Ge

Задача № 2
Определить длинноволновую границу фотоэффекта l гр и фоточувствительность приемника. Изобразить вид спектральной характеристики фотоприемника и указать на ней l гр.
Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 2.
Таблица 2. Варианты и данные фотоприемников
Вариант Тип ПП материала Квантовая эффектив-ность, h Ширина запрещен-ной зоны D W, эВ
1 Si 0,7 1,12

&#61548;гр=1,24/&#916;W=1,24/1,12=1,11 мкм
&#61548;гр – длина волны, выше которой излучение перестает существовать;
W – ширина запрещенной зоны.

Определим фоточувствительность Sф :





Задача №3
Изобразить принципиальную схему включения семисегментного полупроводникового индикатора. Описать принцип действия индикатора. Указать какой цифровой код и состояния выходов дешифратора соответствуют индикации цифры, соответствующей последней цифре Вашего (пароля). Результаты оформить в виде таблицы истинности (таб.3).

Все знаковые индикаторы подключаются к цифровым устройствам через дешифраторы, при увеличении числа светящихся точек быстро возрастает разрядность дешифратора, поэтому индикаторные элементы матричных панелей подключаются к дешифраторам через адресные шины. При отображении буквенно — цифровой информации используется дешифратор и блок ПЗУ. Дешифратор преобразует код цифры или буквы в двумерный код описывающий графическое изображение знака. ПЗУ хранит информацию о конфигурации всех отображаемых знаков в виде двумерных кодов.
Управляются матричные панели 2 способами:
1. Статическим
2. Динамическим.
При статическом способе управляющее устройство находит адреса светящихся точек и подключает соответствующие провода к источнику питания, выбранные элементы излучают свет до смены изображения, такой способ удобен для индикации результатов измерений (данных графика и т. д.).
При динамическом способе отображается подвижные изображения. Отдельные ячейки панели возбуждаются импульсным источником и излучают свет в течение короткого интервала времени. Все изображение получается путем многократного возбуждения.













По типу подключения существуют два вида индикаторов - с общим анодом (ОА) и с общим катодом (ОК).

Таблица 3. Входной двоичный код и состояния выходов дешифратора.
Номер варианта Входной код Состояние выходов дешифратора
 23 22 21 20 А &#162; В &#162; С &#162; Д &#162; Е &#162; F &#162; G &#162;
последняя цифра пароля (4)  0 1  0 0   1 0  0  1  1  0  0

Задача № 4
Изобразить схему включения светодиода, с указанием полярности включения источника питания Uпит и номинала ограничительного сопротивления Rогр . Рассчитать какую силу света обеспечивает светодиод, при заданных Uпит и Rогр. Определить длину волны соответствующую максимуму спектрального распределения. Исходные данные Вашего варианта указаны в табл. 4.
Таблица 4. Варианты и исходные данные задачи №4
№ варианта Тип светодиода Напряжение питания Uпит, В Номинал ограничительного сопротивления, Ом
1 АЛ316А 9 680

Схема включения светодиода



Для того чтобы определить какую силу света обеспечивает светодиод, при заданных Uпит и Rогр , необходимо найти Iпр сид . Для этого построим линию нагрузки :
при Iпр сид = 0 , U пр сид = Uпит = 9 В,
при U пр сид = 0, Iпр сид = Uпит/Rогр= 9/680 = 13,2 мА




13,2



1,75

Найдем Iпр сид при заданных Uпит и Rогр :
Iпр сид = (Uпит – Uпр сид )/Rогр= (9 – 1,75 )/680 = 10,7 мА
По зависимости силы света I0 = F( Iпр сид ) определим какую силу света обеспечивает светодиод

Типовая зависимость силы света от прямого тока
Сила света I0 = 0,5мкд.


Длина волны соответствующая максимуму спектрального распределения
&#955;=0,67 мкм.


Литература:
1. Москатов Е. А. Справочник по полупроводниковым приборам.
http://moskatov.narod.ru
2. А.И. Солдатов, В.С.Макаров, П.В.Сорокин Лабораторный практикум «Исследование индикаторов».Методические указания к лабораторным работам. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 102 с.
3. Названов В.Ф. Основы оптоэлектроники. – Саратов: Изд-во. Сарат. ун-та,1980


Коментарии: 2016 год, работа зачтена

Размер файла: 322 Кбайт
Фаил: Упакованные файлы (.rar)

-------------------
Обратите внимание, что преподаватели часто переставляют варианты и меняют исходные данные!
Если вы хотите, чтобы работа точно соответствовала, смотрите исходные данные. Если их нет, обратитесь к продавцу или к нам в тех. поддержку.
Имейте ввиду, что согласно гарантии возврата средств, мы не возвращаем деньги если вариант окажется не тот.
-------------------

 Скачать Скачать

 Добавить в корзину Добавить в корзину

    Скачано: 6         Сейчас качают: 1         Коментариев: 0


Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

К сожалению, предложений нет. Рекомендуем воспользваться поиском по базе.

Сдай работу играючи!

Рекомендуем вам также биржу исполнителей. Здесь выполнят вашу работу без посредников.
Рассчитайте предварительную цену за свой заказ.


Что бы написать комментарий, вам надо войти в аккаунт, либо зарегистрироваться.

Страницу Назад

  Cодержание / Устройство оптоэлектроники / Контрольная работа по дисциплине: Устройство оптоэлектроники. Вариант №14

Вход в аккаунт:

Войти

Перейти в режим шифрования SSL

Забыли ваш пароль?

Вы еще не зарегистрированы?

Создать новый Аккаунт


Способы оплаты:
Z-PAYMENT VISA Card MasterCard Yandex деньги WebMoney Сбербанк или любой другой банк SMS оплата ПРИВАТ 24 qiwi PayPal

И еще более 50 способов оплаты...
Гарантии возврата денег

Как скачать и покупать?

Как скачивать и покупать в картинках

Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 782443000980
Проверить аттестат


Сайт помощи студентам, без посредников!