作者:網(wǎng)絡(luò)投稿 發(fā)布時間:2023-03-15 00:00 閱讀次數(shù):124
網(wǎng)上有很多關(guān)于光電模塊外殼用什么材料好,PIN光電二極管和APD光電二極管的知識,也有很多人為大家解答關(guān)于光電模塊外殼用什么材料好的問題,今天瑞達(dá)豐光模塊外殼加工廠(m.xindifood.com)為大家整理了關(guān)于這方面的知識,讓我們一起來看下吧!
在前面的文章中我們介紹了光模塊的基本結(jié)構(gòu),包括TOSA、ROSA以及BOSA。今天我們接著介紹ROSA光器件的光電探測器。
光模塊接收端能正確識別信號并完成光電轉(zhuǎn)換,就需要光電探測器,光電探測器通過檢測出照射在其上面的光功率,從而并完成光/電信號的轉(zhuǎn)換。我們常用的PIN光電二極管和APD(雪崩)光電二極管就屬于光電探測器。要說探測器,就必須說說探測器基本的結(jié)構(gòu)PN結(jié)。
PN結(jié)
PN結(jié),指的將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體的基片上,在這兩個半導(dǎo)體的交界處形成的空間電荷區(qū)。我們先看看什么是P型和N型半導(dǎo)體。
P型半導(dǎo)體:含有較高濃度的“空穴”(空穴相當(dāng)于正電荷),所以是Positive的P,成為能導(dǎo)電的物質(zhì);
N型半導(dǎo)體:含電子濃度較高的半導(dǎo)體,導(dǎo)電性由自由電子導(dǎo)電,由于電子帶負(fù)電,所以是Negative的N。
因此,在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體交界處就出現(xiàn)了電子和空穴的濃度差,從而形成空穴和電子的擴(kuò)散運動,導(dǎo)致一些電子從N型區(qū)向P型區(qū)擴(kuò)散,一些空穴又從P型區(qū)向N型區(qū)擴(kuò)散。最終的結(jié)果就是在PN交匯處形成空間電荷區(qū)電場(內(nèi)電場,從N指向P),也稱之為PN結(jié)(缺少“多子”也叫耗盡層)。
(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
在這里說明一下內(nèi)部電場,這個電場的形成就導(dǎo)致了載流子的漂移運動,一是N區(qū)的載流子空穴向P區(qū)漂移,另外是P區(qū)的載流子電子向N區(qū)漂移。
(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
因此,單純的PN二極管的擴(kuò)散運動只發(fā)生在PN結(jié)附近,遠(yuǎn)離PN結(jié)的地方就沒有電場存在,這也是為什么PN二極管的光電變換效率低下以及響應(yīng)速度也很慢。
PIN光管二極管
為了解決這個問題,提高轉(zhuǎn)換效率和響應(yīng)速率,通過在P型和N型半導(dǎo)體之間增加 一層輕摻雜的N型材料I(Intrinsic,本征的)層,以展寬耗盡層,提高轉(zhuǎn)換效率,這是因為輕摻雜I層,電子濃度很低,經(jīng)擴(kuò)散后就可以形成一個很寬的耗盡層。這就是我們的PIN光電二極管。
PIN光電二極管
原理:
(1)光子照射在半導(dǎo)體材料上產(chǎn)生光生載流子;
(2)光電流在外部電路作用下形成電信號并輸出。
APD雪崩光管二極管
在前面的文章中我們說到,APD雪崩光電二極管具有較高的接收機(jī)靈敏度,這個較高靈敏度靠的就是對初級的電光流進(jìn)行雪崩倍增效果。說到雪崩,估計大家腦海中的第一印象就是大雪山發(fā)生雪崩,其實也是同樣的道理,高山上的一點雪發(fā)生碰撞,從上而下一路累積,雪團(tuán)越來越大,最后形成雪崩。
從這里我們可以看出,要發(fā)生雪崩,必須具備一個條件就是山要足夠的高。因此,雪崩光電二極管也就是在PIN光電二極管的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中增加了雪崩區(qū)。使得光生載流子在其耗盡區(qū)(高場區(qū))內(nèi)的碰撞電離效應(yīng)激發(fā)出新的電子-空穴對,新產(chǎn)生的載流子通過電場加速,導(dǎo)致更多的碰撞電離產(chǎn)生,一生二,二生三,三生萬物,從而獲得光生電流的雪崩倍增。
APD雪崩光電二極管
原理:
(1)光子照射在半導(dǎo)體材料上產(chǎn)生光生載流子;
(2)光生載流子在雪崩區(qū)即高電場區(qū)發(fā)生雪崩倍增;
(3)光電流在外部電路作用下形成電信號并輸出。
寫在最后,實際工作或工程項目中,我們可能更多的是關(guān)注光電探測器的某些重要指標(biāo),比如說接收機(jī)靈敏度和過載點,這些指標(biāo)我們下次再聊。
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2.5G的電調(diào)制信號,通過TD差分?jǐn)?shù)據(jù)輸入腳輸入到光模塊發(fā)射部分,通過模塊內(nèi)部的Laser Driver產(chǎn)生調(diào)制光信號數(shù)據(jù),通過光纖傳輸。光信號到接收數(shù)據(jù)端,通過光模塊的接收部分將光信號轉(zhuǎn)換為調(diào)制電信號并進(jìn)行整體放大,通過模塊的Rx差分?jǐn)?shù)據(jù)腳進(jìn)行輸出,從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)通過光纖長距離傳輸。
一般多模光模塊的波長為850nm,2.5G多模光模塊可搭配OM2跳線,傳輸距離最高可達(dá)500m。單模光模塊的波長為1310、1490、1550nm等,2.5G單模光模塊可搭配OS2單模跳線,傳輸距離最高可達(dá)120km,2.5G單纖光模塊常用于長距離傳輸場景,與OS2跳線搭配使用。
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