第4章光接收机
第4章 光接收机
第1部分光检测器1.1光电检测器1.2光电检测器的特性指标
第1部分 光检测器 ◼ 1.1 光电检测器 ◼ 1.2 光电检测器的特性指标
1.1光电检测器光电检测器能检测出入射在其上面的光功率，并完成光/电信号的转换。对光检测器的基本要求是：①在系统的工作波长上具有足够高的响应度，即对一定的入射光功率，能够输出尽可能大的光电流；②具有足够快的响应速度，能够适用于高速或宽带系统：③具有尽可能低的噪声，以降低器件本身对信号的影响；④具有良好的线性关系，以保证信号转换过程中的不失真：③具有较小的体积、较长的工作寿命等。自前常用的半导体光电检测器有两种，PIN光电二极管和APD雪崩光电二极管
光电检测器能检测出入射在其上面的光功率，并完成光/电信号 的转换。对光检测器的基本要求是： ① 在系统的工作波长上具有足够高的响应度，即对一定的入射 光功率，能够输出尽可能大的光电流； ② 具有足够快的响应速度，能够适用于高速或宽带系统； ③ 具有尽可能低的噪声，以降低器件本身对信号的影响； ④ 具有良好的线性关系，以保证信号转换过程中的不失真； ⑤ 具有较小的体积、较长的工作寿命等。 目前常用的半导体光电检测器有两种，PIN光电二极管和APD雪 崩光电二极管。 1.1 光电检测器
1.1.1光电检测器工作原理:P型N型耗尽区当光照射到光电二极管的光敏EY面上时，能量大于或等于带隙(a)能量Eg的光子将激励价带上的电子吸收光子的能量而跃迁到导带上。可以产生自由电子(b)z空穴对（称为光生载流子）。Or扩散电子一空穴对在反向偏置的外漂移O电场作用下立即分开并在结区OrtE+中向两端流动。从而在外电路（光电流）中形成电流E(c)图6.4PN光电二极管的工作原理
1.1.1 光电检测器工作原理： 当光照射到光电二极管的光敏 面上时，能量大于或等于带隙 能量Eg的光子将激励价带上的 电子吸收光子的能量而跃迁到 导带上，可以产生自由电子- 空穴对（称为光生载流子）。 电子-空穴对在反向偏置的外 电场作用下立即分开并在结区 中向两端流动，从而在外电路 中形成电流（光电流）
PN光电二极管·光检测器类型：光电导检测器P型N型光电压检测器·光电压检测器：反偏PN结(a)·包括：PN光电二极管PIN光电二极管雪崩光电二极管（APD）(b)Or扩散响应时间：T,=W/,（渡越时间)漂移-光脉冲车你求Ex带宽受限的主要因素：光生电EO流中的扩散分量(c)解决方法：减小p,n区厚度；二极管的工作原理电脉冲减少p,n区吸收的光能--PIN漂移扩散
•光检测器类型：光电导检测器 光电压检测器 •光电压检测器：反偏PN结 •包括：PN光电二极管 PIN光电二极管 雪崩光电二极管（APD） PN光电二极管 带宽受限的主要因素:光生电 流中的扩散分量 解决方法:减小p,n区厚度; 减少p,n区吸收的光能-PIN 响应时间: r s = w v （渡越时间）