低噪聲光電放大器

來源: 發(fā)布時間:2024-01-21

光電轉(zhuǎn)換器是一種將光信號轉(zhuǎn)換為電信號或?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)換為光信號的器件。它是光通信系統(tǒng)中的組件之一,用于實(shí)現(xiàn)光信號與電信號之間的相互轉(zhuǎn)換。光電轉(zhuǎn)換器通常分為兩種類型:光電二極管和光電晶體管。光電二極管是一種將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的器件,其工作原理是利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。光電晶體管則是一種將電信號轉(zhuǎn)換為光信號的器件,其工作原理是利用半導(dǎo)體材料的PN結(jié)來實(shí)現(xiàn)電信號到光信號的轉(zhuǎn)換。光電轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于光通信系統(tǒng)、光傳感器、光存儲器等領(lǐng)域。在光通信系統(tǒng)中,光電轉(zhuǎn)換器通常用于將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,以便進(jìn)行信號的處理和調(diào)制;在光傳感器中,光電轉(zhuǎn)換器通常用于將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,以便進(jìn)行光強(qiáng)、顏色等參數(shù)的檢測;在光存儲器中,光電轉(zhuǎn)換器則用于將電信號轉(zhuǎn)換為光信號,以便進(jìn)行光存儲??傊怆娹D(zhuǎn)換器是一種將光信號轉(zhuǎn)換為電信號或?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)換為光信號的器件,是光通信系統(tǒng)和其他光相關(guān)領(lǐng)域中不可或缺的組件。重慶皮安光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責(zé)任公司。低噪聲光電放大器

光電器件是指能夠?qū)⒐庑盘栟D(zhuǎn)換成電信號或者將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的器件。它們廣泛應(yīng)用于通信、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療、能源和環(huán)保等領(lǐng)域。本文將從光電器件的種類、原理和應(yīng)用三個方面進(jìn)行論述。根據(jù)其功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),光電器件可以分為多種類型,以下是其中的幾種:1、光電二極管(Photodiode)光電二極管是一種將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的器件,它的結(jié)構(gòu)類似于普通二極管,但是在PN結(jié)上添加了一層高摻雜的區(qū)域。當(dāng)光照射到PN結(jié)時,會產(chǎn)生電子-空穴對,這些載流子會被PN結(jié)產(chǎn)生的電場分離,從而產(chǎn)生電流。光電二極管廣泛應(yīng)用于光通信、光電測量等領(lǐng)域。2、光電探測器(Photodetector)光電探測器是一種能夠?qū)⒐庑盘栟D(zhuǎn)換成電信號的器件,它的結(jié)構(gòu)和光電二極管類似,但是在其PN結(jié)上添加了更多的高摻雜層,從而提高了其靈敏度和響應(yīng)速度。光電探測器廣泛應(yīng)用于光通信、光電測量、太陽能電池等領(lǐng)域。廣州濱松光電批發(fā)重慶紫外光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責(zé)任公司。

影響光電二極管系統(tǒng)的主要非理想情況稱為暗電流,因?yàn)榧词箾]有照明,電流也會流過光電二極管。流過二極管的總電流是暗電流和光電流的總和。如果這些強(qiáng)度產(chǎn)生的光電流大小與暗電流的大小相似,則暗電流將限制系統(tǒng)準(zhǔn)確測量低光強(qiáng)度的能力。這種運(yùn)算放大器電路稱為跨阻放大器 (TIA)。它專門用于將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,電流電壓比由反饋電阻RF的值決定。運(yùn)算放大器的同相輸入端接地,如果我們應(yīng)用虛擬短路假設(shè),我們知道反相輸入端將始終處于大約 0 V。因此,光電二極管的陰極和陽極都保持在 0 V。我不相信“光伏”是這種基于運(yùn)算放大器的實(shí)現(xiàn)的完全準(zhǔn)確的名稱。我不認(rèn)為光電二極管的功能類似于通過光伏效應(yīng)產(chǎn)生電壓的太陽能電池。但是“光伏”是公認(rèn)的術(shù)語,不管我喜不喜歡。“零偏置模式”更好,我認(rèn)為,因?yàn)槲覀兛梢栽诠夥蚬怆妼?dǎo)模式下使用相同的 TIA 和光電二極管,因此沒有反向偏置電壓是顯著的區(qū)別因素。

性能良好的雪崩光電二極管的光電流平均增益嚔可以達(dá)到幾十、幾百倍甚至更大。半導(dǎo)體中兩種載流子的碰撞離化能力可能不同,因而使具有較高離化能力的載流子注入到耗盡區(qū)有利于在相同的電場條件下獲得較高的雪崩倍增。但是,光電流的這種雪崩倍增并不是理想的。一方面,由于嚔隨注入光強(qiáng)的增加而下降,使雪崩光電二極管的線性范圍受到一定的限制,另一方面更重要的是,由于載流子的碰撞電離是一種隨機(jī)的過程,亦即每一個別的載流子在耗盡層內(nèi)所獲得的雪崩增益可以有很的幾率分布,因而倍增后的光電流I比倍增前的光電流I0有更大的隨機(jī)起伏,即光電流中的噪聲有附加的增加。與真空光電倍增管相比,由于半導(dǎo)體中兩種載流子都具有離化能力,使得這種起伏更為嚴(yán)重。高速光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責(zé)任公司。

光電二極管是經(jīng)常使用的光電探測器,它在很大程度上已經(jīng)取代了以前使用的真空光管。它們是含有p-n結(jié)的半導(dǎo)體器件,通常在n層和p層之間還有一個內(nèi)在(未摻雜)層。具有內(nèi)在層的器件被稱為p-i-n或PIN光電二極管。在耗盡區(qū)或本征區(qū)吸收的光會產(chǎn)生電子-空穴對,其中大部分有助于產(chǎn)生光電流。在很寬的光功率范圍內(nèi),光電流可以相當(dāng)精確地與吸收(或入射)的光強(qiáng)度成正比。人們在n摻雜區(qū)和p摻雜區(qū)之間有一個固有的區(qū)域,大部分的電載流子在這里產(chǎn)生。通過電接觸(陽極和陰極),可以獲得產(chǎn)生的光電流。陽極可以有一個環(huán)形,這樣光就可以通過孔注入。一個大的活性區(qū)域可以通過一個相應(yīng)的大環(huán)來獲得,但這往往會增加電容,從而降低檢測帶寬,并增加暗電流;另外,如果產(chǎn)生的載流子離電極太遠(yuǎn),效率可能會下降。納秒光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責(zé)任公司。低噪聲光電放大器

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精密光電轉(zhuǎn)換器的原理及使用:光電轉(zhuǎn)換器可用于檢測直接引起光量變化的非電量,如光秒表檢定儀的夾具動作誤差、穿過的速度等;也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量,如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動、速度、加速度,以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。光電傳感器的組成:光電傳感器在一般情況下,有三部分構(gòu)成,它們分為:發(fā)送器、接收器和檢測電路。發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束,發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源,發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射,或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面,裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路,它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。低噪聲光電放大器