Millised on dioodide praktilised kasutusalad kiudoptilise kommunikatsiooniseadmetes?

一, valgusallika sõidu ja valgusignaali emissioon
1. pooljuhtide laserdioodide (LDS) elektrooptiline muundamine (LDS)
Semiconductor laserdioodid (LDS) saavutavad elektri - optilise muundamise, süstides voolu ja on kiudoptilise kommunikatsiooni põhikire. Selle tööpõhimõte põhineb stimuleeritud kiirgusel. Kui vool ületab läve, rekombineerivad elektroniaugud ja vabastavad footoneid, moodustades sidusa laserväljundi. LD -l on järgmised tehnilised omadused:
Kitsas spektrijoone laius: tüüpiline spektri laius 1 - 5nm, mis pärsib tõhusalt kiudude dispersioonist põhjustatud impulsi laienemist, toetades kiiret jõuülekannet üle 10 Gbps.
Suur ühendamise efektiivsus: otsese sidumise või objektiivi keskendumise kaudu võib LD ja kiudainete vaheline sidumise efektiivsus ulatuda 90%-ni, tagades optilise võimsuse tõhusa süstimise.
Lävi omadus: Varjutuse loomise viivituse vähendamiseks ja modulatsiooni kiiruse parandamiseks on vaja eelarvamuste eelvoolu. Näiteks on DFB laserite lävivool 10-30 mA lainepikkusel 1550 nm.
2. Laserdioodi komponentide integreeritud disain
Kaasaegsed LD komponendid integreerivad OPTO isolaatorid, fotodioodid (PDS), termistorid (RTS) ja termoelektrilised jahutid (TEC), et moodustada suletud - silmuse juhtimissüsteem:
Optiline isolaator: hoiab ära valguse häirimise LD ja vähendab müra.
PD jälgimine: LD -väljundvõimsuse reaalajas jälgimine, tagasiside automaatse toitejuhtimise (APC) vooluringile, et tagada väljundi stabiilsus.
TEC temperatuurikontroll: säilitab LD töötemperatuuri Peltieri efekti kaudu, kompenseerib lävivoo temperatuuri triivi (tüüpiline väärtus: lävivool suureneb 1-2 korda 20-kraadise ja 50 kraadi vahel).
2, optiline signaali tuvastamine ja vastuvõtt
1.
Pin -fotodioodid neelavad footoneid läbi vastupidise kallutatud kahanemiskihi, genereerides elektronide augupaarid ja luues fotovoolu. Selle põhieelised hõlmavad järgmist:
Madal müra: tüüpiline tume voolu väärtus<1nA, suitable for detecting weak light signals.
Lai spektraalreaktsioon: räni - põhinevad tihvti -dioodid katavad 400 - 1100nm lainepikkuse vahemikku, samas kui indium gallium arseniidi (InGAAS) - põhiseid dioode saab pikendada kuni 1650nm.
Kiire reageerimine: kui ristmike mahtuvus on väiksem kui 1 protsend, võib ribalaius jõuda GHz tasemeni ja toetada kiirust üle 40 Gbps.
2. Laviini fotodioodi (APD) võimendusmehhanism
APD saavutab sisemise voolu võimenduse (m =10-100) vedaja laviini korrutamise efekti kaudu kõrge elektrivälja all, parandades märkimisväärselt tundlikkust:
Tundlikkuse eelis: 10 ^ - 12 W optilise võimsuse korral on APD signaal - kuni müra suhe (SNR) 10-20 dB kõrgem kui PIN-dioodide oma.
Mürakaubandus - OFF: korrutamisprotsess toob kaasa liigset müra ja on vajalik tasakaalu optimeerida korrutusfaktori M ja müra vahel. Näiteks on InGAAS APD tüüpiline liigne mürategur f =2-3 lainepikkusel 1550nm.
3. Ränifotodioodide tööstuslikud rakendused (SI PD)
Võttes näiteks S1223-01 Si PD, hõlmavad selle tehnilised parameetrid:
High sensitivity: quantum efficiency>90%, sobib hämaras keskkonnas.
Lai dünaamiline vahemik: lineaarne vastus, mis hõlmab optilist võimsust vahemikus -40dBm kuni 0dBm.
Stabiilsus: pikaajaline töötav triiv<0.5%/year, meeting industrial grade reliability requirements.
3, süsteemi juhtimine ja müra summutamine
1. Pingeregulaatori dioodide energiahaldus
LD -draiveri vooluahelas annab pingeregulaatori diood (näiteks ZMM3V3) täpse 3,3 V võrdluspinge, et tagada praegune allika stabiilsus:
Madal lekkevool: tagurpidi lekkevool<2 μ A @ 1V, reducing power consumption.
Suur täpsus: pingemääruse väärtuse hälve on väiksem kui ± 1%, tagades LD väljundvõimsuse järjepidevuse.
2. mööduva supressiooni dioodi (TVS) hüppekaitse
TVS -i dioode (näiteks SMF10CA) kasutatakse võimsuse tõusu imamiseks ja LD -de kaitsmiseks pingetõusude eest:
Kiire reageerimine: reageerimise aeg<1ns, clamp voltage<17V.
Suure võimsusega vastupidavus: impulsi tippvõimsus kuni 200W@10 /1000 μs.
3. Schottky dioodide parandamine ja kaitse
LD eelarvamuste vooluahelates pakuvad Schottky dioodid madalat pingelangust (< 0.7V@5A )Characteristics of high-speed switch:
Madal kadu: vähendab vooluahela kuumutamist ja parandab tõhusust.
Pöörd taastamise aeg:<10ns, suitable for high-frequency modulation.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npnren {2} )transistors-2sc2412-factory.html