|
Ko^hkili folodiodlar (K FD ) optik tolali aloqa liniyalarida (OTAL)
keng qo'llaniladi va ichki kuchaytirishga ega fotoqabulqilgichdan
iborat, shuning uchun yuqori sezgirlikka ega bo‘ladi.
Qabul qilinadigan nur to'lqin uzunligi kremniyli FD lar uchun
X = 0,4-И ,0 m km , A mBv birikmalar asosidagi fotoqabulqilgichlar
uchun X — 1,0h-1,7 mkm ni tashkil etadi. Shuning uchun X = 0,84-0,9
mkm to ‘lqin uzunligida ishlovchi OTALda krem niyli K F D lar,
X = 1,34-1,6 mkm li larda esa AII[BV yarim o‘tkazgich birikm alar
asosidagi K FD lar ishlatiladi.
Kremniyli K FD tuzilishi, ulanishi va unda potensial taqsimlanishi
13.13-rasmda ko‘rsatilgan.
----------------------------о о----------------------------
ц>
—
►
p*
i P
n+
13.13-rasm. Kremniyli KFD tuzilishi, ulanishi va
unda potensialning taqsimlanishi.
KFD ko‘chki hosil qiluvchi katta teskari kuchlanishlarda ishlaydi.
FDga tushayotgan fotonlar uning legirlanmagan, amalda erkin zaryadwww.ziyouz.com
kutubxonasi
tashuvchilarga ega bo'lmagan / — sohasida yutiladi. p+ — qatlam qalinligi
iloji boricha yupqa bo ‘lishi kerak. p+ — soha taqiqlangan zonasi
kengligidan katta eneigiyaga ega boMgan F fotonlar oqimi bilan yoritilsin.
Bunda fotonlar yarimo'tkazgich i - qatlamda yutilgani hisobiga elektron
kovak juftliklar hosil bo‘ladi. Elektr maydon ta’sirida ular ajratiladi va
o‘z elektrodlari tomon harakatlanib fototok hosil qiladi. Yarimo‘tkazgich
/ — qatlam qalinligi yetarli katta bo'lganda tushayotgan nur to ‘liq
yutiladi, bu esa o ‘z navbatida kvant chiqishini oshiradi.
T o‘qnashib ionlashtirishni hosil qilish uchun i — qatlam orqasida
elektr maydon kuchlanganligi yuqori (£>105 V/sm) p — qatlam hosil
qilinadi. Bu qatlamda zaryad tashuvchilarning ko‘chkili ko‘payishi
sodir bo'ladi. FD tezkorligi taxminan 0,3 ns bo‘lganda ko‘paytirish
koeffitsienti M lOOOni tashkil etish mumkin. Shuning uchun QQOM
ko'chkili ko'payish shovqinlaridek sust optik signallarni aniqlash uchun
qoMlaniladi. Shovqin ko‘chkisimon ko‘payish ta^odifiy jarayonligi
sababli hosil b o ‘ladi. Bu o ‘ziga xos o rtiqcha shovqin qiym ati
ionlashtirish koeffitsientlarining nisbatiga a n ! a p bog'liq bo'ladi.
Ushbu koeffitsientlar birlik yo‘lda zaryad tashuvchilar yordamida hosil
qilinadigan elektron-kovak juftliklarning o ‘rtacha soni sifatida
aniqlanadilar. A gar«„ - a,, bo‘lsa, tushayotgan nurlanish hisobiga
hosil qilinayotgan har bir fotozaryad tashuvchiga ko‘paytirish sohasida
uchta zaryad tashuvchi (birlamchi zaryad tashuvchi va ikkilamchi
elek tro n va kovak) to ‘g ‘ri keladi. Agar zarbdan io n lash tirish
koeffitsientlarining biri kechib yuborsa bo‘ladigan darajada kichik
(masalan, a ,, -» 0 ) bo‘lsa, ko‘chki shovqini sezilarli kichik boMadi.
Demak, KFD qo‘llansa bo‘ladigan darajadagi ko‘chkili shovqin hosil
b o ‘lishi uchun, elektron va kovaklarning zarbdan ionlashtirish
koeffitsientlari bir-biridan katta farq qilishi kerak.
T o ‘lqin uzunligining X = 0,8-^0,9 mkm oralig‘ida ishlovchi
KFDlarda a n / a r s 50 ni tashkil etadi. Magistral OTALlarda 1,3 va
1,55 m km li optik “o y n a”lardan foydalaniladi. O ptik toladagi
yo‘qotishlar X =1,3 mkm da taxminan uch marta, X =1,55 mkm da
esa - 8^-10 marta kamayadi. Shuning uchun rentranslatsiyasiz o ‘ta
uzoq uchastkalarda to ‘lqin uzunligi X = 1,55 mkm li nurlardan
foydalaniladi.www.ziyouz.com
kutubxonasi
To'lqin uzunligi kattaroq sohaga o ‘tish uchun taqiqlangan zonasi
kremniyga nisbatan kattaroq m ateriallardan foydalaniladi. Bunday
material bo‘lib AU1BV yarim o'tkazgich birikm alar va ular asosidagi
qattiq eritm alar xizm at qiladi. Bu yarim o‘tkazgichlarning ko‘plari
uchun a nlccp = 1 , shuning uchun ularni shovqin jihatdan q o ‘llab
bo‘lmaydi. i — sohasi o ‘ta panjara tuzilishiga ega g etero o ‘tishli
KFDlarda i — soha kuchli elektr maydon ta ’sirida b o ‘lganda a n / a P
nisbatni zarur qiymatlargacha ko‘tarish imkoni tug‘iladi. 13.14-rasmda
o ‘ta panjarali K F D zonalar energetik diagram m asi va tuzilishi
keltirilgan. G eteroo‘tishli K FD da kvant chiqishi p+ — soha qalinligiga
juda ham kritik bog‘liq emas, chunki katta taqiqlangan zonaga ega
bo‘lgan material X =1,55 mkmli nurlarni yutmasdan ichkariga o'tkazib
yuboradi.
a) b)
13.14-rasm. 0 ‘ta panjarali KFD konstruksiyasi (a) va
zona diagrammasi (b).
K FD da o ‘ta panjara taxm inan 50 ta o ‘zaro almashuvchi, qalinligi
45 nmni tashkil etuvchi legirlanmagan GaAs va qalinligi 55 nmni
tashkil etuvchi keng zonali AlxGa, xAs yarim o‘tkazgichlardan iborat.
GaAs/ AlxG a, xAs geterotuzilmada x ning mos m olyar qiymatlarida
o ‘tkazuvchanlik zonadagi uzilish eVni, valent zonadagisiwww.ziyouz.com
kutubxonasi
esa Д {4^0,08 eV ni tashkil etsin. Chekkalarda joylashgan qatlamlarning
yuqori darajada legirlanganligi ularni elektr o ‘tkazuvchan qatlamga
aylatiradi. i — qatlamda elektr maydon kuchlanganligi 105 V/sm dan
katta qiymatga yetadi. Bunday maydon ta ’sirida zaryad tashuvchilar
zarb bilan ionlashtirishga yetarli energiya oladilar. Agar ta ’sir etuvchi
nurlanish oqimi bo'lmasa FDdan boshlang‘ich teskari tok oqadi, u
tok qorong‘ulik toki deb ataladi. To'lqin uzunligi X =1,55 mkmli
nurlanish (yorug‘lik) oqimi mavjud bo‘lganda / — qatlamning nisbatan
tor zonali qismida (GaAs qatlamlarda) erkin elektron-kovak juftliklar
hosil bo‘ladi. Elektron tashqi elektr maydon E ta ’sirida keng zonali
yarim o‘tkazgichda tezlatiladi. Bundan keyin tor zonali GaAs qatlamga
o ‘tib u o ‘z energiyasini Д И ^ О ^ В eVga oshiradi. Bu zarbdan
ionlashishning b o ‘sag‘aviy kuchlanishi shu qiym atga tushganiga
ekvivalent. Zarbdan ionlashish koeffitsienti a n bo‘sag‘aviy energiya
kamaygan sari eksponensial ortgani sababli a n ning elektronlar uchun
effektiv qiymati keskin ortadi. Navbatdagi AlxGa, xAs baryer qatlam da
bo‘sag‘aviy kuchlanish AIVS qiymatga ortadi. Bundaor,, kamayadi.
Ammo taqiqlangan energetik zonalarining farqi hisobiga a n ning
o'rtacha qiymati o ‘ta panjaraning ikkita yonm a-yon qatlamida sezilarli
darajada ortadi.
Д Wy« Д ^ s a b a b li, xuddi shunday effekt a p kovaklar koeffitsienti
uchun sezilarli darajada kichik b o ‘ladi. Shunday qilib, ko‘chkili
ko'payish jarayoni asosan elektronlar hisobiga amalga oshadi. Ko'chkili
ko‘payish sohasi 25 baryer qatlamga ega bo‘lgani uchun ап/ а г » 1,
bo'ladi. Bu kichik signallarni yuqori darajada kuchaytirgan holda
dioddagi shovqinlar darajasi kichik bo'lishini ta ’minlaydi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
