Mavzu: Optoelektronika diodlari

TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI SAMARQAND FILIALI

MUSTAQIL ISH

Mavzu: Optoelektronika diodlari

Fan nomi: Elektronika va sxemalar 2

Guruh: STT-20-01
Bajardi: Quzibekov Nodirbek
Tekshirdi: Egamov.SH.V

Optoelektronika –elektronikaning bir boʼlimi boʼlib, axborotni qabul qilish, uzatish va qayta ishlash jarayonlari yoruglik signallarini elektr signallarga aylantirish va aksinchaga asoslangan qurilmlarni nazariyasi va amaliyotini oʼrganadi. Optoelektronika elementlari boʼlib fotodiod va yoruglik diodi hisoblanadilar.

Fotodiod deb bitta r-n oʼtishga ega boʼlgan foto-elektr asbobga aytiladi. Fotodiod tashqi kuchlanish manbaili (fotodiodli rejim), hamda tashqi kuchlanish manbaisiz sxemalargaulanishi mumkin. Tashqi kuchlanish manbai shunday ulanadiki, r-n oʼtish teskari siljigan boʼlsin. Yorugʼlik tushurilmaganda diod orqali juda kichik ―qorongulik Ip ekstraksiya toki Io oqib oʼtadi va u berilayotgan kuchlanishga bogʼliq boʼlmaydi. n-baza sohasiga ta‘qiqlangan zona kengligidan ancha katta boʼlgan 𝒉𝑽 energiyali fotonlardan tashkil topgan yoruglik tushurilganda, elektron–kovak juftliklar generatsiyalanadi. Agar juftliklar oʼtishdan diffuziya uzunligidan oshmaydigan oraliqda hosil boʼlsalar, yorugʼlik ta‘sirida generatsiyalangan kovaklar oʼtishning elektr maydoni ta‘sirida ekstraksiyalanadilar va teskari tok uning ―qorongʼulik‖ qiymatiga nisbatan ortadi. Yorugʼlik oqimi F qancha intensiv boʼlsa, diod teskari toki IFqiymati shuncha katta boʼladi.
1–rasmda turli yorugʼlik oqimi qiymatlaridagi fotodiod VAXsi keltirilgan. Yorugʼlikning keng nurlanish chegaralarida fototok yorugʼlik oqimiga deyarli chiziqli bogʼliq boʼladi.


1 – rasm. Fotodiodning VAX
Proportsionalik koeffitsienti Кф=dIФ/dФ bir necha mA/mm ni tashkil etadiva fotodiod sezgirligi deb ataladi. Fotodiod turli o‗lchash qurilmalarida yorugʼlik
oqimini qabul qilgich, hamda optik – tolali aloqa liniyalarida qoʼllaniladi.
Fotodiod rejimidan tashqari fotodiodning ventil (fotovoltaik) rejimi keng qoʼllaniladi. Bu rejimda fotodiod tashqi kuchlanish manbaiga ulanmasdan ishlaydi va quyosh energiyasini bevosita elektr signalga aylantirishga xizmat qiladi. Diod ventil rejimida nurlatilganda uning chiqishlarida ventil kuchlanish yuzaga keladi.
Fotodiod bu holatda quyoshli aylantirgich deb ataladi. Bir biri bilan elektr jihatdan bogʼlangan aylantirgich va batareyalar kosmik apparatlar va yer usti
qurilmalaridagi REAlarni ta‘minlash uchun elektr energiya manbai sifatida qoʼllanilishi mumkin.
Yorug‘lik diodi – bu elektr energiyasini nokogerent yorugʼlik nuriga aylantiradigan, bitta p-n o‗tishga ega boʼlgan yarim oʼtkazgichli asbob. Yoruglik nuri elektron – kovak juftlarining rekombinatsiyasi natijasida yuzaga keladi. Rekombinatsiya, p-n oʼtish toʼgʻri ulanganda kuzatiladi. Rekombinatsiya doim ham nurlatuvchi boʼlavermaydi va toʼgʻri zonali yarim oʼtkazgichlarda, jumladan galliy arsenidida sodir boʼladi. Bunday yarim oʼtkazgichlar spesifik xona diagrammasiga ega boʼladilar.Nurlanayotgan yorugʼlik tolqin uzunligi ꫝkvant energiyasi bilan aniqlanadi. U esa nurlanuvchi rekombinatsiyada yarim otkazgichning ta‘qiqlangan zona kengligiga deyarli teng boladi. Galliy arsenididan tayyorlangan yoruglik diodlari uchun ꫝ= 0,9-1,4 mkm. Qizil, sariq va yashil rang nurlatuvchi diodlar galliy fosfati, siyoxrang nurlatuvchi diodlar esa– kremniy karbidi asosida yasaladilar va x.z.
Yorugʼlik diodining energetik xarakteristikasi boʼlib kvant chiqishi(effektivligi) hisoblanadi. U zanjir boʼylab oʼtayotgan har bir elektronga yoruglik diodi chiqishida qancha yorug‗lik kvanti mos kelishini korsatadi. Zamonaviy yoruglik diodlari uchun kvant chiqishi 0,01-0,04 ni, ikki va uch yarim oʼtkazgichli birikmalardan yasalgan geterooʼtishli yorugʼlik diodlarida esa ancha katta (0,3 gacha) boladi. Lekin doim birdan kichik boladi. Volt – amper xarakteristikasi oddiy diodniki kabi eksponensial bogliqlik bilan ifodalanadi. Yoruglik diodi 10-7-10-9s da qayta ulanadi, ya‘ni yuqori tezlikda ishlovchi yorugʼlik manbai hisoblanadi.Yorugʼlik diodlari optik aloqa liniyalari, indikator qurilmalar, optoparalar va x.z.larda qoʼllaniladi.
Optoelektron juftlik, yoki optopara, konstruktiv jihatdan optik muhitda bogʼlangan yorugʼlik nurlatuvchi va foto qabul qilgichdan tashkil topgan. Yorugʼlik nurlatuvchi va foto qabul qilgich orasidagi toʼgʼri optik aloqa barcha turdagi elektr aloqalarni bartaraf etadi.
Optronlar. Kirish elektr signali ta‘sirida yorugʼlik diodi yorugʼlik nurlatadi, foto qabul qilgich (fotodiod, fotorezistor va x.z.) esa yorugʼlik ta‘sirida tok generatsiyalaydi.
2 - rasm fotodiotlar
2-rasmda yorugʼlik diodi va fotodiod (a), fototranzistor (b), fototiristor (v), fotorezistor (g) dan tashkil topgan optoparalar keltirilgan. Optoparalar raqamli va impuls qurilmalar, analog signallarni uzatish qurilmalari, yuqori voltli manbalarni kontaktsiz boshqarish avtomatik tizimlari va boshqalarda ajratuvchi element sifatida qoʼllaniladi.