Матричные фотоприемники

    Дисциплина: Технические
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Матричные фотоприемники

    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
    РЕСПУБЛИКИ
    МОЛДОВА
    Технический Университет Молдовы
    Факультет Радиоэлектроники
    Кафедра Телекоммуникаций
    Курсовая работа
    На тему
    Матричные фотоприемники
    Выполнил
    Борденюк
    В.М
    студент
    Гр.
    TLC-023
    Проверил
    Преподаватель
    Морозова В.А
    Кишинев 2004
    Содержание
    Введение .
    1 Основные теоретические положения, физические эффекты, фотопроводимость.
    2 Принцип работы прибора.
    3 Анализ параметров , характеристика конструкций.
    4 Технология
    изготовления.
    5 Принципиальная схема
    6 Область применения.
    7 Выводы : перспективы развития.
    Библиография.
    Введение
    В наши дни прогресс в различных областях науки и техники немыслим без приборов оптической электроники. Оптическая электроника уже давно играет ведущую роль в
    жизни человека. А с каждым годом ее внедрение во все сферы человеческой деятельности становится все интенсивнее. И этому есть свои причины. Устройства оптоэлектроники имеют ряд
    отличий от других устройств. Можно выделить следующие их достоинства.
    а) Высокая информационная емкость оптического канала, связанная с тем, что частота световых колебаний (около 10
    15 Гц) в 10
    3-10
    4 раз выше, чем в освоенном радиотехническом диапазоне. Малое значение длины волны световых колебаний обеспечивает высокую достижимую плотность записи информации в
    оптических запоминающих устройствах (до 10
    8 бит/см
    б) Острая направленность светового излучения, обусловленная тем, что угловая расходимость луча пропорциональна длине волны и может быть меньше одной минуты. Это
    позволяет концентрированно и с малыми потерями передавать электромагнитную энергию в заданную область пространства. В малогабаритных электронных устройствах лазерный луч может быть
    направлен на фоточувствительные площадки микронных размеров.
    в) Возможность двойной – временной и пространственной модуляции светового луча. Минимальная элементарная площадка в плоскости, перпендикулярной направлению
    распространения, которая может быть выделена для независимой модуляции части луча близка к
    8 см
    2). Это позволяет производить параллельную обработку информацию, что очень важно при создании высокопроизводительных комплексов.
    г) Так как источник и приемник в оптоэлектронике не связаны друг с другом электрически, а связь между ними осуществляется только посредством светового луча
    (электрически нейтральных фотонов), они не влияют друг на друга. И поэтому в оптоэлектронном приборе поток информации передается лишь в одном направлении – от источника к приемнику.
    Каналы, по которым распространяется оптическое излучение, не воздействуют друг на друга и практически не чувствительны к электромагнитным помехам (отсюда и высокая
    помехозащищенность).
    д) возможность непосредственного оперирования со зрительно воспринимаемыми образами: фотосчитывание, визуализация (например, на жидких кристаллах).
    Любое оптоэлектронное устройство содержит фотоприемный блок.
    Существующая в настоящее время потребность ускоренной переработки возрастающих объемов информации ставит значительные трудности в использовании современной вычислительной
    техники. Трудности связаны прежде всего с недостаточными быстродействиями и объемом памяти ЭВМ. Применяемые в современных ЭВМ типы запоминающих устройств с последовательной выборкой
    приОсновное емкости
    7-10
    9 бит имеют быстродействие порядка десятков и сотен секунд.
    Запоминающее устройство (ЗУ) на магнитных сердечниках , а также
    полупроводниковая память ,хотя удовлетворяют требованиям по быстродействию (10
    -7) б, недостаточны по объему (10
    6 -10
    5 ) бит.
    В ряде вышедших за последние годы работ
    показано , что ЗУ ,созданные на основе оптоэлектронных методов обработки информации , могут удовлетворить высоким требованиям как по быстродействию . так и по
    объему обрабатываемой информации.
    Параметры таких устройств весьма сильно зависят от характеристик составных элементов. В том числе и от
    фотоприемных матриц , С помощью которых производится считывание информации.
    1 Основные теоретические положения, физические эффекты, фотопроводимость.
    1.1Фотоприемники
    Фотоприемники предназначены для преобразования входного оптического сигнала в электрический. Различают следующие виды фотоприемников:
    1. фотоэлемент;
    2. фотоэлектронный умножитель;
    3. фотодиод p-n-типа;
    4. фотодиод p-i-n-типа;
    5. лавинный фотодиод;
    6. фототранзистор;
    7. фототиристор.
    В технике оптической связи нашли применение, в основном, различные типы фотодиодов. В фотодиодах оптическое излучение преобразуется в электрические сигналы за счет явления
    внутреннего фотоэффекта, при котором в области p-n- перехода полупроводника поглощаемый фотон образует пару новых носителей заряда – электрон и дырку. При отсутствии внешнего поля, в
    области p-n-перехода существует внутреннее электрическое поле, препятствующее движению носителей. При облучении перехода фотонами света возникают электронно-дырочные пары. Поле
    p-n-перехода пространственно разделяет электроны и дырки, и создает тем самым фото-ЭДС между смежными областями кристалла. За счет этого образуется ток (фототок), вызванный движением
    электронов по внешней цепи.
    Диод p-n-типа
    при наличии обратного смещения, созданного внешней электрической цепью создает обедненную область, в которой отсутствуют носители и действует сильное электрическое поле. Эта
    область образована неподвижными положительно заряженными атомами донора в n-области и неподвижными отрицательно заряженными атомами акцептора в p-области. Если теперь осветить фотодиод,
    то возникшие носители (электроны и дырки) ускоряются в этом поле и движутся в n-слой (электроны) и в p-слой (дырки). Так фотодиод отрабатывает световые сигналы. Ширина обедненной
    области зависит от концентрации примесей и величины напряжения смещения. Чем меньше примесей, тем шире обедненная область. Положение и ширина поглощающей области зависят от длины волны
    падающего света и от материала фотодиода. Чем сильнее поглощается свет, тем тоньше поглощающая область. Ширину обедненного слоя можно увеличить, повысив напряжение смещения, но в таком
    обедненном слое очень слабое по напряженности поле. Для устранения этого недостатка была создана p-i-n-структура фотодиода. В такой структуре между p- и n- слоями помещен слой
    полупроводника с высоким сопротивлением и толщиной в несколько десятков микрометров. В таком фотодиоде свет падает на i-слой и носители ускоряются сильным полем в этом слое. Это
    понижает инертность и повышает частоту преобразования до нескольких гигагерц. Для повышения чувствительности увеличивают светопоглощающую поверхность, а для понижения емкости перехода
    повышают напряжение обратного смещения.
    Чаще всего p-i-n-фотодиоды на длину волны 0,85 мкм изготавливают из кремния (Si), а на большие длины волн (1,2 – 1,6 мкм) – из германия (Ge), InGaA sили InGaAsP.
    Лавинные фотодиоды (ЛФД или APD-фотодиоды)
    . Рассмотренные типы фотодиодов только отдают во внешнюю цепь электрический ток, вызванный светом, но не усиливают его. Ток на их выходе обычно равен нескольким наноамперам или
    меньше. В отличие от них ЛФ...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены