Шуми у роботi приймачiв та детекторiв
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
? на 1 градус. Вiн iстотно слабший у кремнiСФвому дiодi, використовуваному на бiльш коротких довжинах хвиль, чим у германiСФвих чи InGaAs фотодiодах, використовуваних на бiльш довгих хвилях.
Мiнiмальна детектована потужнiсть
Мiнiмальна детектована потужнiсть визначаСФ мiнiмальний рiвень оптичноi потужностi, що може бути зафiксованим. У найпростiшому випадку вона вiдповiдаСФ рiвню потужностi тiньового струму. РЖншi джерела шуму також впливають на рiвень мiнiмальноi детектованоi потужностi.
Рiвнем шуму дiоду p-i-n-типу, що безпосередньо вказуСФ на мiнiмум детектованоi потужностi, називаСФться вiдношення сили шумового струму до чутливостi:
Рiвень шуму дорiвнюСФ шум на чутливiсть.
Як перше наближення використовуСФться значення тiньового струму для одержання оцiнки рiвня шуму. Розглянемо дiод pin-типу з R=0,5 мкА/мкВт i тiньовим струмом силой у 2 нА. Мiнiмальна детектуема потужнiсть дорiвнюСФ
Рiвень шуму
Бiльш точнi оцiнки повиннi враховувати iншi види шумiв, такi як тепловоi i дробовий. Отже, шум залежить вiд струму, температури, опору навантаження i смуги пропущення.
Час вiдгуку
Часом вiдгуку називаСФться час, що потрiбний фотодiоду для перетворення оптичноi енергii яка надiйшла в електричний струм. За аналогiСФю з джерелами, час вiдгуку задаСФться часом наростання i спаду сигналу мiж точками, що вiдповiдають 10% i 90% рiвням максимальноi амплiтуди. Час наростання коливаСФться вiд 0,5 нс до десяткiв наносекунд i лiмiтуСФться швидкiстю перемiщення носiiв через збiднену зону. Вiн також залежить вiд прикладеноi напруги: бiльш високому рiвню напруги вiдповiдаСФ менший час наростання. Дiод pin-типу може мати час наростання 5 нс при 15 В i 1 нс при 90 В.
Час вiдгуку СФ звязаним з частотною смугою пропускання дiода. Частотна смуга може бути оцiнена на основi часу вiдгуку:
Частотна смуга пропускання, чи робочий дiапазон фотодiода обмежуСФться як часом наростання, так i постiйною RC, вплив якоi домiнуСФ при повiльних швидкостях. Частотна смуга, лiмiтована RC-константою, дорiвнюСФ
де опiр навантаження i СФмнiсть дiода. Час наростання контуру дорiвнюСФ
.
На рис.2 зображений електричний контур, еквiвалентний дiоду pin-типу. Вiн складаСФться з джерела струму, пiдключеного паралельно опору i СФмностi, i працюСФ як низькочастотний фiльтр, що пропускаСФ низькi частоти i затримуСФ високi. Частота вiдсiчення, якiй вiдповiдаСФ загасання у 3 дБ (чи 50%), визначаСФ верхню границю частотного дiапазону (смуги пропускання). Частоти вище частоти вiдсiчення не СФ робочими.
Дiоди, призначенi для високошвидкiсних систем, повиннi мати СФмностi завбiльшки декiлька пiкофарад i меншi. РДмнiсть дiода pin-типу являСФ собою СФмнiсть контактiв р-i-n шарiв, а також конструктивнi СФмностi елементiв пiдключення i крiплення. Розглянемо фотодiод з часом реакцii 1 нс i СФмнiстю 2 пФ. Його робоча частотна смуга пропускання (BW) дорiвнюСФ
.
Для визначення дiапазону параметрiв, при яких вiдсутнiй вплив постiйноi RC на частотну смугу, потрiбно обчислити максимальне значення опору, що вiдповiдаСФ отриманому ранiше значенню ширини частотноi смуги.
Рисунок 2 Електрична модель Р-I-N дiода