광섬유 통신 장비에서 다이오드의 실제 용도는 무엇입니까?

一, 광원 주행 및 라이트 신호 방출
1. 반도체 레이저 다이오드 (LDS)의 전기 시신경 전환
반도체 레이저 다이오드 (LDS)는 전류를 주입하여 전기 - 광학 변환을 달성하며 광섬유 통신의 핵심 광원입니다. 그것의 작동 원리는 자극 된 방사선을 기반으로합니다. 전류가 임계 값을 초과 할 때, 전자 구멍은 재결합 및 광자 쌍을 짝을 이루어 코 히어 런트 레이저 출력을 형성합니다. LD에는 다음과 같은 기술적 특성이 있습니다.
좁은 스펙트럼 라인 폭
높은 커플 링 효율 : 직접 커플 링 또는 렌즈 포커싱을 통해 LD와 섬유 사이의 커플 링 효율은 90%에 도달하여 광 전력의 효율적인 주입을 보장합니다.
임계 값 특성 : 캐리어 설정 지연을 줄이고 변조 속도를 향상시키기 위해서는 사전 바이어스 전류가 필요합니다. 예를 들어, DFB 레이저는 일반적으로 1550nm의 파장에서 10-30mA의 임계 값 전류를 갖는다.
2. 레이저 다이오드 구성 요소의 통합 설계
최신 LD 구성 요소는 광장 차단기를 통합, 포토 다이오드 (PDS), 서미스터 (RT) 및 열전 냉각기 (TEC)를 모니터링하여 닫힌 - 루프 제어 시스템을 형성합니다.
광학 차단기 : 반사 된 빛이 LD를 방해하는 것을 방지하고 노이즈를 줄입니다.
PD 모니터링 : LD 출력 전원의 실시간 모니터링, APC (Automatic Power Control) 회로 피드백을위한 출력 안정성을 보장합니다.
TEC 온도 제어 : 펠티에 효과를 통해 LD 작동 온도를 유지하고 임계 값의 온도 드리프트를 보상합니다 (일반적인 값 : 임계 값은 20도에서 50도 사이에 1-2 배 증가).
2, 광학 신호 감지 및 수신
1. 핀 광 복사의 광전 변환
PIN 광 복사는 역 바이어스 된 고갈 층을 통해 광자를 흡수하여 전자 구멍 쌍을 생성하고 광전류를 생성합니다. 핵심 장점에는 다음이 포함됩니다.
저음 : 전형적인 암 전류 값<1nA, suitable for detecting weak light signals.
광범위한 스펙트럼 응답 : 실리콘 - 기반 핀 다이오드는 400 - 1100nm 파장 범위를 덮고, 인듐 갈륨 아르 세나이드 (Ingaas) - 기반 다이오드는 1650nm까지 확장 될 수 있습니다.
고속 응답 : 정션 커패시턴스가 1pf 미만인 경우 대역폭은 GHZ 수준에 도달하고 40Gbps 이상의 속도를 지원할 수 있습니다.
2. Avalanche Photodiode의 메커니즘 (APD)
APD는 고 전기장에서 캐리어 눈사태 곱셈 효과를 통해 내부 전류 게인 (m =10-100)을 달성하여 수신 민감도를 크게 향상시킵니다.
민감도 이점 : 10 ^ - 12 W 광학 전력에서 APD의 신호 - TO-NOISE 비율 (SNR)은 핀 다이오드보다 10-20dB가 높습니다.
노이즈 트레이드 - OFF : 곱셈 프로세스는 과도한 노이즈를 도입하며 곱셈 계수 M과 노이즈 사이의 균형을 최적화해야합니다. 예를 들어, ingaas apd는 1550nm의 파장에서 전형적인 초과 노이즈 계수가 f =2-3를 갖는다.
3. 실리콘 포토 다이오드의 산업 응용 (SI PD)
S1223-01 SI PD를 예로 들어 기술 매개 변수는 다음과 같습니다.
High sensitivity: quantum efficiency>90%, 저조도 환경에 적합합니다.
넓은 동적 범위 : -40dBm에서 0dBM에서 광학 전력을 포함하는 선형 응답.
안정성 : 장기 작업 드리프트<0.5%/year, meeting industrial grade reliability requirements.
3, 시스템 제어 및 노이즈 억제
1. 전압 조절기 다이오드의 전력 관리
LD 드라이버 회로에서 전압 조절기 다이오드 (예 : ZMM3V3)는 현재 소스 안정성을 보장하기 위해 정확한 3.3V 기준 전압을 제공합니다.
낮은 누출 전류 : 역 누출 전류<2 μ A @ 1V, reducing power consumption.
높은 정밀도 : 전압 조절 값 편차는 ± 1%미만으로 LD 출력 전력의 일관성을 보장합니다.
2. 과도 억제 다이오드 (TVS)의 서지 보호
TVS 다이오드 (예 : SMF10CA)는 전력 서지를 흡수하고 전압 스파이크로부터 LD를 보호하는 데 사용됩니다.
빠른 응답 : 응답 시간<1ns, clamp voltage<17V.
고력 지구력 : 최대 200W@10 /1000μs의 피크 펄스 전력.
3. Schottky 다이오드의 정류 및 보호
LD 바이어스 회로에서 Schottky Diodes는 낮은 전방 전압 강하를 제공합니다.< 0.7V@5A )Characteristics of high-speed switch:
낮은 손실 : 회로 가열을 줄이고 효율성을 향상시킵니다.
역 복구 시간 :<10ns, suitable for high-frequency modulation.
https://www.trsemicon.com/transistor/npn - transistors-2sc2412-factory.html