Guruh F. I. O baho

Guruh	F.I.O	Baho
631-18	Toshpo’latov Muhammadullo

7-Amaliyot mashg‘uloti.
Mavzu:Fotoqabul qilgichning volt-amper va spektral xarakteristikalarini tadqiq etish.
Ishdan maqsad: Fotoqabul qiluvchi qurilmaning asosiy xarakteristikalari volt-amper va spektral xarakteristikalarini tadqiq etish.
Fotoqabulqilgich qabul qiluvchi optoelektron modulning asosiy va ajralmas qismi hisoblanadi, aynan shu element yordamida bu modul kirishidagi yorug‘lik signallari elektr signallariga aylantirib beriladi.

Tolali optik aloqa tizimlarida qo‘llaniladigan fotoqabulqilgichlarga quyidagi talablar qo‘yiladi:

• 
  fotoqabulqilgichning fotosezgir yuzasi optik tolalarning ko‘ndalang kesim o‘lchamlariga yaqin o‘lchamlarga ega bo‘lishi kerak;
  
• 
  fotoqabulqilgich, yorug‘lik manbai va optik kabel bilan spektral jihatdan mos kelishi kerak. Buning uchun fotoqabulqilgich tayyorlanadigan yarim o‘tkazgich man etilgan energetik sohasining kengligi yorug‘lik manbai man etilgan energetik sohasining kengligidan kichik bo‘lishi va optik tolaning shaffoflik darchalaridan biriga mos kelishi kerak;
  
• 
  fotoqabulqilgich yetarli darajada katta fotosezgirlikka ega bo‘lishi kerak;
  
• 
  axborotni talab etilgan tezliklarda qabul qilishini ta’minlash uchun fotoqabulqilgich katta tezkorlikka (10^-9¸10^-10 s) ega bo‘lishi kerak;
  
• 
  nurlanish quvvatining fotoqabulqilgichga kirishidagi yo‘qotishlarni imkon qadar kamaytirish uchun fotoqabulqilgich optik zichligi bo‘yicha optik tola bilan muvofiqlashgan bo‘lishi, boshqacha qilib aytganda, uning sindirish ko‘rsatkichi optik tolaning sindirish ko‘rsatkichiga yaqin bo‘lishi kerak;
  
• 
  haroratning o‘zgarishlari fotoqabulqilgichning ishiga imkon qadar kam ta’sir qilishi kerak.
  

Hozirgi vaqtda tolali optik aloqa tizimlarida bu talablar majmuiga javob beradigan fotoqabulqilgichlar sifatida kremniy, germaniy va boshqa tor energetik sohali yarim o‘tkazgichlardan tayyorlangan fotodiod, p-i-n fotodiodi, ko‘chkili fotodiod va fototranzistorlardan foydalaniladi.

Fotoqabulqilgichlar ularni yorug‘lik oqimining berilgan qiymatlarida elektr zanjiri elementi sifatida tavsiflovchi volt-amper xarakteristikasidan tashqari, kuchlanishning berilgan qiymatlarida ulardan oqib o‘tadigan tok kuchi va ularning sirtiga tushayotgan yorug‘lik oqimi orasidagi bog‘lanishni ifodalovchi energetik xarakteristika, fototok va yorug‘lik oqimi tarkibidagi fotonlar energiyasi yoki to‘lqin uzunligi orasidagi bog‘lanishni ifodalovchi spektral xarakteristika bilan tavsiflanadi.

7.1.a- rasmda fotodiodning yorug‘lik oqimining turli qiymatlariga mos kelgan volt – amper xarakteristikalari oilasi keltirilgan.

Bu xarakteristikalarning ko‘rinishi bipolyar tranzistorning chiqish xarakteristikalari oilasini eslatadi. Yorug‘lik oqimi tushmagan (F=0) boshlang‘ich holda fotodioddan teskari yo‘nalishdagi odatiy to‘yinish toki oqib o‘tadi. Uni fotodiodning qorong‘ulik toki deb ataladi. Yorug‘lik oqimining ta’sirida dioddan oqib o‘tadigan tok ortadi va xarakteristika yuqoriga – tokning katta qiymatlari tomon siljiydi. Yorug‘lik oqimi qanchalik katta bo‘lsa, fototok ham shunchalik katta bo‘ladi. Yorug‘lik oqimining turli qiymatlariga tegishli xarakteristikalar teskari yo‘nalishda qo‘yilgan kuchlanish qiymatlarining keng oralig‘ida deyarli o‘zgarmay qoladi. Faqat kuchlanishning bir muncha katta qiymatlaridagina fototokning biroz ortishi kuzatiladi. Kuchlanishning muayyan U_tesk qiymatida esa, elektr teshilishi hodisasi sababli fototokning keskin ortishi yuz beradi (xarakteristikalarning uzlukli bo‘laklariga qarang).

7.1.b-rasmda fotodiodning teskari yo‘nalishda qo‘yilgan kuchlanishning berilgan qiymatlarida undan oqib o‘tuvchi tok kuchi va yorug‘lik oqimi orasidagi bog‘lanishni ifodalovchi energetik xarakteristikalari aks ettirilgan. Bu xarakteristikalar to‘g‘ri chiziqli ko‘rinishga ega va ularning holati kuchlanishning qiymatlariga deyarli bog‘liq emc.

7.1-rasm. Fotodiodning volt-amper xarakteristikalari (a) va

energetik xarakteristikalari (b) oilasi.
Fotodiodlarning integral sezgirligi bir necha o‘ndan bir A/Vt larni tashkil etadi. Bu parametrning qiymati yorug‘lik nurining to‘lqin uzunligiga bog‘liq va turli yarim o‘tkazgichlar uchun to‘lqin uzunligining muayyan qiymatlarida eng katta qiymatga erishadi (7.2.a-rasm).

Fotodiodlar katta tezkorlikka ega bo‘lgan fotoqabulqilgichlardan hisoblanadi. Ular bir necha yuz megagerslargacha chastotalarda ishlaydi. Fotodiodga qo‘yiladigan kuchlanishning qiymatlari 10-30 V oraliqda yotadi. Qorong‘ilik tokining qiymati germaniyli fotodiodlar uchun 10-20 mkA dan, kremniyli fotodiodlar uchun esa 1-2 mkA dan oshmaydi. Ulardan yorug‘lik ta’sirida oqib o‘tadigan tokning qiymati bir necha yuz mikroamperlarni tashkil etadi. Keyingi paytlarda murakkab tarkibli yarim o‘tkazgichlardan infraqizil nurlanishiga sezgir bo‘lgan fotodiodlar ishlab chiqilgan. Ko‘pchilik fotodiodlar yassi qoplamli texnologiya bo‘yicha tayyorlanadi.

7.2–rasm. Fotodiodning spektral (a) va chastotaviy (b)

xarakteristikalari
Fotodiodlar boshqa hil fotoqabulqilgichlarga o‘xshab, integral sezgirlik S_int, monoxromatik sezgirlik S_λ, chegaraviy chastota f_cheg, qorong‘ilik toki I_q, solishtirma bo‘sag‘a oqimi F_bo‘sag‘a, payqash qobiliyati D kabi parametrlar bilan tavsiflanadi. Bundan tashqari odatiy ishchi kuchlanish U_ishchi va teskari yo‘nalishda qo‘yiladigan kuchlanishning ruhsat etilgan qiymati U_max.ishchi ham fotodiodning parametrlaridan hisoblanadi. Fotodiodlarning bir necha turlari mavjud: p-n o‘tishli fotodiod, p-i-n tuzilishli fotodiod, geteroo‘tishli fotodiod (ya’ni turli hil yarim o‘tkazgichlar orasidagi p-n o‘tish asosidagi fotodiod), metall va yarim o‘tkazgich orasidagi kontaktdan foydalanishga asoslangan Shottki fotodiodi, ko‘chkili fotodiod shular jumlasidandir.
Xulosa