کاربردهای عملی دیودها در تجهیزات ارتباطی فیبر نوری چیست؟

一 ، رانندگی منبع نور و انتشار سیگنال سبک
1. تبدیل الکترو نوری دیودهای لیزر نیمه هادی (LDS)
دیودهای لیزر نیمه هادی (LDS) با تزریق جریان به الکترو {{0} تبدیل می شوند و منبع نور اصلی ارتباط فیبر نوری هستند. اصل کار آن مبتنی بر تابش تحریک شده است. هنگامی که جریان بیش از یک آستانه است ، جفت سوراخ الکترون نوترکیب و فوتون ها را آزاد می کند و خروجی لیزر منسجم را تشکیل می دهد. LD ویژگی های فنی زیر را دارد:
عرض خط طیف باریک: عرض طیفی معمولی از 1 {1} 5 5 نانومتر ، به طور مؤثر سرکوب پالس ناشی از پراکندگی فیبر ، پشتیبانی از انتقال سرعت بالا در بالای 10 گیگابایت در ثانیه.
راندمان اتصال بالا: از طریق اتصال مستقیم یا تمرکز لنز ، راندمان اتصال بین LD و فیبر می تواند به 90 ٪ برسد و از تزریق کارآمد قدرت نوری اطمینان حاصل کند.
ویژگی آستانه: جریان پیش تعصب برای کاهش تأخیر در ایجاد حامل و بهبود نرخ مدولاسیون لازم است. به عنوان مثال ، لیزرهای DFB به طور معمول دارای جریان آستانه 10-30 میلی آمپر در طول موج 1550 نانومتر هستند.
2. طراحی یکپارچه اجزای دیود لیزر
مؤلفه های LD مدرن ، جداکننده های Opto ، نظارت بر فوتودیوودها (PDS) ، ترمیستورها (RTS) و کولرهای ترموالکتریک (TEC) را تشکیل می دهند تا یک سیستم کنترل حلقه بسته {{0} بسته تشکیل دهند:
ISOLATOR نوری: از تداخل نور منعکس شده با LD جلوگیری می کند و باعث کاهش نویز می شود.
نظارت بر PD: نظارت بر زمان واقعی قدرت خروجی LD ، بازخورد به مدار کنترل برق خودکار (APC) برای اطمینان از ثبات خروجی.
کنترل دمای TEC: دمای عملیاتی LD را از طریق اثر peltier حفظ می کند ، باعث می شود دمای دما جریان آستانه جریان یابد (مقدار معمولی: جریان آستانه 1-2 برابر بین 20 درجه و 50 درجه افزایش می یابد).
2 ، تشخیص و پذیرش سیگنال نوری
1. تبدیل فوتوالکتریک فوتودیودهای پین
PIN Photodiodes فوتون ها را از طریق یک لایه تخلیه مغرضانه معکوس جذب می کند ، باعث ایجاد جفت سوراخ الکترونی و ایجاد یک فتوکورنت می شود. مزایای اصلی آن شامل موارد زیر است:
سر و صدای کم: مقدار جریان تاریک معمولی<1nA, suitable for detecting weak light signals.
پاسخ طیفی گسترده: سیلیکون - diodes پین مبتنی بر 400- 1100 نانومتر طول موج ، در حالی که دیودهای مبتنی بر گالیم گالیم (Ingaas) می توانند تا 1650 نانومتر گسترش یابد.
پاسخ سرعت بالا: هنگامی که خازن اتصال کمتر از 1pf است ، پهنای باند می تواند به سطح GHZ و سرعت پشتیبانی بیش از 40 گیگابیت بر ثانیه برسد.
2. مکانیسم بهمن فوتودیود (APD)
APD از طریق اثر ضرب بهمن حامل در میدان الکتریکی بالا ، به افزایش جریان داخلی (M =10-100) می رسد ، و به طور قابل توجهی حساسیت دریافت را بهبود می بخشد:
مزیت حساسیت: در 10 ^ - 12 قدرت نوری ، سیگنال- نسبت به نویز (SNR) APD 10-20dB بالاتر از دیودهای پین است.
تجارت سر و صدا - خاموش: فرایند ضرب ، نویز اضافی را معرفی می کند و لازم است تعادل بین ضریب ضرب M و نویز را بهینه کند. به عنوان مثال ، INGAAS APD دارای یک عامل نویز اضافی معمولی از F =2-3 در طول موج 1550nm است.
3. کاربردهای صنعتی فوتودیودهای سیلیکون (SI PD)
با استفاده از S1223-01 SI PD به عنوان نمونه ، پارامترهای فنی آن عبارتند از:
High sensitivity: quantum efficiency>90 ٪ ، مناسب برای محیط های کم نور.
دامنه دینامیکی گسترده: پاسخ خطی که قدرت نوری از -40dBm تا 0DBM را پوشش می دهد.
ثبات: رانش کار بلند مدت<0.5%/year, meeting industrial grade reliability requirements.
3 ، کنترل سیستم و سرکوب سر و صدا
1. مدیریت انرژی دیودهای تنظیم کننده ولتاژ
در مدار درایور LD ، یک دیود تنظیم کننده ولتاژ (مانند ZMM3V3) ولتاژ مرجع 3.3 ولت دقیق را برای اطمینان از ثبات منبع فعلی فراهم می کند:
جریان نشت کم: جریان نشت معکوس<2 μ A @ 1V, reducing power consumption.
با دقت بالا: انحراف مقدار تنظیم ولتاژ کمتر از 1 ± است ، و از قوام توان خروجی LD اطمینان می دهد.
2. محافظت از دیود سرکوب گذرا (TVS)
دیودهای TVS (مانند SMF10CA) برای جذب قدرت و محافظت از LDS از سنبله ولتاژ استفاده می شود:
پاسخ سریع: زمان پاسخ<1ns, clamp voltage<17V.
استقامت قدرت بالا: قدرت پالس اوج تا 200W@10 /1000μs.
3. اصلاح و محافظت از دیودهای شوتکی
در مدارهای تعصب LD ، دیودهای Schottky افت ولتاژ کم رو به جلو را ارائه می دهند (< 0.7V@5A )Characteristics of high-speed switch:
از دست دادن کم: گرمایش مدار را کاهش داده و باعث افزایش کارایی می شود.
زمان بازیابی معکوس:<10ns, suitable for high-frequency modulation.
https://www.trsemicon.com/transistor/npn {2} transistors-2sc2412-factory.html