光電探測(cè)器和光接收組件——睿海光電-光模塊-高速線纜-光模塊價(jià)格-光模塊廠家直銷-睿海光電

您的位置： 首頁(yè) > 新聞資訊 > 光電探測(cè)器和光接收組件——睿海光電

睿海光電資訊中心

解決方案

全國(guó)服務(wù)熱線

光電探測(cè)器和光接收組件——睿海光電

返回列表 來源：發(fā)布日期： 2020.06.24

1、PD基本工作原理

光電檢測(cè)過程的基本原理是受激光吸收。如果半導(dǎo)體的PN結(jié)受到光照時(shí)，且入射光能量大于或等于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度Eg時(shí)，光子就會(huì)釋放它的能量，并把電子由價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶而產(chǎn)生光生載流子，即電子 —空穴對(duì)。在PN結(jié)區(qū)施加反向電壓的情況下，凡是能擴(kuò)散到PN結(jié)構(gòu)電場(chǎng)范圍（耗盡層）內(nèi)的載流子都參加定向運(yùn)動(dòng)，受激吸收過程生成的空穴和電子在電場(chǎng)的作用下分別流向 P區(qū)和N區(qū)。從而在外電路形成光生電流。當(dāng)入射功率變化時(shí)，光生電流也隨之變化，從而把光信號(hào)轉(zhuǎn)成電信號(hào)。

2、分類

PIN光電二極管；

當(dāng)光照射到PIN光電二極管的光敏面上時(shí)，會(huì)在整個(gè)耗盡區(qū)（高場(chǎng)區(qū)）及耗盡區(qū)附近產(chǎn)生受激輻射現(xiàn)象，從而產(chǎn)生電子空穴對(duì)。

PIN-Transimpedance ( PIN-TIA)；

PINTIA其典型電路原理如下，在PIN的基礎(chǔ)上增加了電流放大電路，比PIN有著更好的低噪音和暗電流，靈敏度也優(yōu)于PIN

圖片35.png 圖片36.png

5PIN 另有PINTIA TO封裝有五管腳可測(cè)試DD ，用于數(shù)字診斷模塊中

雪崩光電二極管（APD）；

雪崩光電二極管應(yīng)用光生載流子在其耗盡區(qū)(高場(chǎng)區(qū))內(nèi)的碰撞電離效應(yīng)而獲得光生電流的雪崩倍增。

其典型電路如下與PINTIAN 不同是其有五個(gè)管腳，多出一個(gè)高壓腳Vpd APD成本較高，大多應(yīng)用于高速率，長(zhǎng)距離，高靈敏度要求的光電接收組件。

圖片34.png

3、PN光電檢測(cè)器的常用工作特性

⑴響應(yīng)度R （Responsivity）

在一定波長(zhǎng)的光照射下，光電檢測(cè)器的平均輸出電流與入射的平均光功率之比稱為響應(yīng)度(或響應(yīng)率)。它描述了單位光功率產(chǎn)生的光生電流的大小。響應(yīng)度可以表示如下：

通常測(cè)試條件如下：25℃環(huán)境溫度，100uW入射光功率；1.310um 或1.550um；5V反偏壓

圖片32.png

⑵量子效率

響應(yīng)度是器件在外部電路中呈現(xiàn)的宏觀靈敏特性，而量子效率是器件在內(nèi)部呈現(xiàn)的微觀靈敏特性。量子效率定義為通過結(jié)區(qū)的載流子數(shù)與入射的光子數(shù)之比，常用符號(hào)η表示：

圖片31.png

⑶暗電流I_（_dm_）：

暗電流是指在規(guī)定反向電壓下，無入射光情況下器件內(nèi)部產(chǎn)生的反向電流。

⑷APD的倍增因子

APD的電流增益，即平均倍增因子M可表示為：

M=Ip/Ipo 式中：Ip為APD倍增后的光生電流；Ip0是未倍增時(shí)的原始光生電流。

⑸響應(yīng)速度

光電二極管的響應(yīng)速度是指它的光電轉(zhuǎn)換速度。

⑹光電檢測(cè)器的噪聲

光電檢測(cè)器的噪聲包括量子噪聲、暗電流噪聲和由倍增過程產(chǎn)生的倍增噪聲。

PhotoDiode (PD)

Parameter	Symbol	Value			Value			Value			Value			Unit	Test Condition
Active Area(Dia.)		55			75			100			300			μm	—
		Min.	Typ	Max.	Min.	Typ	Max.	Min.	Typ	Max.	Min.	Typ	Max.
Detection Range		1100	1310	1650	1100	1310	1650	1100	1310	1650	1100	1310	1650	nm	—
Responsivity	R	0.75	0.8	—	0.8	0.85	—	0.8	0.85	—	0.8	0.85	—	A/W	VR=5V,λ=1310nm
Dark Current	Idark			0.7		0.4	0.8		0.5	2		2	5	nA	VR=5V
Capacitance	C			0.7		0.7	0.9		0.9	1.3		6	10	pF	VR=5V
Rise/Fall Time	Tr / Tf			0.3			0.3			0.5	—	1	—	ns	VR=5V,10%~90%
Bandwidth	BW	3			2			1.5			0.5			GHz	VR=5V

4、PINTIAN測(cè)試原理圖

耦合及測(cè)試時(shí)，給測(cè)試板通電，根據(jù)需要選擇發(fā)光模塊的波長(zhǎng)，調(diào)節(jié)衰減器使LD光功率控制在-30~-40dBm左右，將另一路光接在 PINTIAN管芯上，給PINTIAN管腳供電，將PINTAI兩個(gè)數(shù)據(jù)管腳接到示波器上查看波形，使波形輸出最好，幅度最大，清晰。