مدلسازی مداری و تحلیل عیان ساز نوری بهمنی با ساختار موجبری ونواحی جذب، بار و تکثیر مجزا (WG-SACM-APD)

 

 

استادان راهنما:

دکتر محمد حسین شیخی

دکتر عباس ظریفکار

 تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
 
 
عنوان                                                          صفحه
 
فصل اول: مقدمه 2
فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده 17
2-1 مروری بر تحقیقات انجام شده آشکارسازها 17
2-1-1 مدلسازی مداری آشکارساز نوری بهمنی PIN-APD 17
2-1-2 مدل مداری 23
2-1-3 نتایج شبیه سازی 24
2-2 مدل سازی مداری ساختار SAGCM-APD 26
2-2 -1 مدل فیزیکی 26
2-2-2 مدل مداری 29
2-2-3 نتایج شبیه سازی 35
2-3 واکاوی و مدلسازی WG-SACM-APD 38
2-3-1 پاسخ زمانی آشکارساز 39
2-3-2 پاسخ فرکانسی آشکارساز 45
2-3-3 مدل مداری WG-SACM-APD 46
2-3-4 اثرات پارازیتی 50
2-3-5 پهنای باند 53
2-4 مدلسازی و بهینه سازی آشکارساز RCE-SAGCM-APD 58
2-4-1 مقدمه 58
2-4-2میدان الکتریکی 60
2-4-3 مدلسازی 63
2-4-4 پهنای باند 71
2-4-5اثر اندوکتانس 74
فصل سوم: مدلسازی مداری آشکارساز نوری بهمنی با ساختار موجبری 79
3-1 مقدمه 79
3-2 پاسخ زمانی آشکارساز 81
3-3 پاسخ فرکانسی آشکارساز 84
3-4 مدل فیزیکی 85
3-5 اثرات پارازیتی 86
3-6 مدل مداری 88
3-7 پهنای باند 101
فصل چهارم: جمع بندی و پیشنهادات 105
4-1 جمع بندی 106
4-2 پیشنهاد کار برای آینده 107
فهرست منابع 108
چکیده به زبان انگلیسی 113
 
 
 
 
 
 
 
فهرست جدول‌ها
 
 
عنوان و شماره                                   صفحه
جدول(2-1). مقادیر عددی ضرائب یونیزاسیون برای بعضی نیمه هادی های III-V 22
جدول(2-2).امپدانس عناصر پسیو 31
جدول(2-3)پارامترهای شبیه سازی در مدل مداری 35
جدول(2-4)نوع مواد و ضخامت لایه های مختلف آشکارساز WG-SACM-APD 48
جدول(2-5)پارامترهای WG-SACM-APD 49
جدول(2-6) مواد و مقادیر پارامترهای مداری و فیزیکی RCE-SAGCM-APD 61
جدول(3-1).امپدانس عناصر پسیو 90
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست شکل‌ها
 
 
عنوان                                                  صفحه
شکل(1-1). شمای کلی یک سیستم مخابرات نوری 3
شکل(1-2). ساختار یک آشکارساز SAM 7
شکل (1-3). ساختار عیان ساز SAGM 8
شکل(1-4). ساختار عیان ساز SACM 8
شکل (1-5). ساختار عیان ساز SAGCM 9
شکل (1-6). ساختار عیان ساز SACM-APD. 10
شکل (2-1) ساختار عیان ساز PIN-APD 18
شکل(2-2).مدل مداری آشکارساز PIN 23
شکل (2-3) جریان نوری خروجی بر حسب بایاس معکوس برای توان نور ورودی مختلف. 25
شکل(2-4) بازده کوانتومی بر حسب ولتاژ ورودی 25
شکل (2-5) پاسخ ضربه بر حسب ولتاژ های بایاس مختلف 26
شکل (2-6) ساختار SAGCM-APD با تابش نور از بالا. 27
شکل(2-7). بلوک دیاگرام زیر سیستم ها. 30
شکل (2-8) بلوک های زیر مداری نمونه. 32
شکل(2-9).مدار معادل آشکارساز SAGCM-APD. 34
شکل (2-10) مشخصه گین پهنای باند InAlAs/InGaAs در مقایسه با نتایج تجربی 36
شکل(2-11) مشخصه گین پهنای باند با نواحی جذب مختلف. 37
شکل(2-12) مشخصه گین- پهنای باند InP/InGaAs در مقایسه با نتایج تجربی 37
شکل (2-13) ساختار یک SACM-APD 39
شکل(2-14). مدار معادل WG-SACM-APD 47
شکل (2-15) مقایسه این مدل و نتایج تجربی 48
شکل (2-16) تابع تبدیل آشکارساز 49
شکل(2-17). پاسخ WG-APD برای سطح مقطع و اندوکتانس سری مختلف 52
شکل (2-18) مشخصه گین پهنای باند WG-SACM-APD 54
شکل (2-19) پهنای باند بر حسب ضخامت های مختلف لایه تکثیر آشکارساز برای ضخامت های لایه جذب و
گین 10. 55
شکل (2-20)خصوصیات GBW برای آشکارساز WG-SACM-APD 57
شکل (2-21) ساختار RCE-SAGCM-APD 59
شکل (2-22) میدان الکتریکی برای آلاینده های مختلف در لایه شارژ در بایاس معکوس a) 10v b) 20v
63
شکل (2-23) a) مدل spice آشکارساز RCE-APD b) نمایش spice مدل 66
شکل (2-24) a) مقایسه بین مدل spice و نتایج تجربی b) تابع تبدیل آشکارساز 69
شکل (2-25) a) مقایسه بین مدل spice و نتایج تجربی b) تابع تبدیل آشکارساز 70
شکل (2-26) مشخصه گین پهنای باند برای ضخامت های مختلف لایه جذب و سطح مقطع 200μm2. 73
شکل (2-27) مشخصه گین پهنای باند برای مقادیر مختلف سطح مقطع آشکارساز برای xa=35nm و
xd=80nm 74
شکل (2-28)a و b) مشخصه گین پهنای باند برای سطوح مختلف آشکارساز یا اندوکتاس 0.2nH 75
شکل (2-28)c) مشخصه گین پهنای باند برای سطوح مختلف آشکارساز یا اندوکتاس 0.2nH 76
شکل (2-29)aو b) مشخصه گین پهنای باند برای سطوح مختلف آشکارساز با اندوکتانس 0.2nH 77
شکل (2-29)c) مشخصه گین پهنای باند برای سطوح مختلف آشکارساز با اندوکتانس 0.2nH 78
شکل(3-1).ساختار آشکارساز WG-SACM-APD 81
شکل (3-2) مدل مداری و اثرات پارازیتی WG-APD 86
شکل(3-3).بلوک دیاگرام زیر سیستم ها 89
شکل (3-4) بلوک های زیر مداری نمونه. 91
شکل (3-5) مدار معادل الکترون اولیه. 94
شکل (3-6) مدار معادل حفره های اولیه 95
شکل (3-7) مدار معادل الکترون ثانویه 95
شکل (3-8) مدار معادل حفره ثانویه 96
شکل(3-9) مدل مداری آشکارساز WG-SACM-APD 97
شکل(3-10).پاسخخ فرکانسی آشکارساز 100
شکل (3-11) پهنای باند آشکارساز 101
شکل (3-12) مشخصه گین-پهنای باند WG-SACM-APD برای Rl=50Ω  و Ls=0 برای xa از 50 تا 250nm 102
شکل(3-13) پهنای باند بر حسب ضخامت لایه تکثیر برای xa های مختلف و گین 10 و سطح 100μm2. 104
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فصل اول
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1-1- مقدمه
با پیشرفت تکنولوژی، سیستم های مخابرات نوری از اهمیت ویژه ای برخوردار شده می باشد. سرعت و کیفیت مطلوب انتقال از مهمترین ویژگی های مخابرات نوری می باشد. عواملی مانند تضعیف زیاد سیگنال در سیستم های بدون سیم یا با سیم مسی و محدودیت ظرفیت انتقال این سیستمها، در کنار عواملی زیرا مصونیت فیبر های نوری از لحاظ تداخل و کیفیت مطلوب سیگنال باعث سوق به سیستم های مخابرات نوری شده می باشد. عیان ساز های نوری از آن جهت که اولین بخش گیرنده را تشکیل می دهند دارای اهمیت ویژه ای هستند و از میان آن ها عیان ساز های APD به علت گین بالا تر مورد توجه بیشتری قرار گرفتند. عیان ساز[1] (WG-SACM-APD) از آن جهت که نور از کنار لایه جذب [2] به آن می تابد دارای سرعت بالاتر و پهنای باند بیشتر می باشد]1-2[.
 
1-2- تشریح و اظهار مساله
 
1-2-1- عیان ساز نوری
سیستم مخابرات نوری عبارت می باشد از هر فرم انتقال اطلاعات که در آن نور حامل انتقال داده باشد، کانال چنین ارتباطی می تواند فضای آزاد یا فیبر نوری باشد و از سه بخش اصلی فرستنده، خط انتقال و گیرنده تشکیل شده می باشد. در شکل زیر ساختار یک سیستم مخابرات نوری دیده می گردد.
شکل (1-1). شمای کلی یک سیستم مخابرات نوری]1[
عیان ساز نوری اولین بخش در گیرنده سیستم های مخابرات نوری می باشد که وظیفه آن دریافت اطلاعات ارسالی از طریق فیبر نوری و تبدیل آن به سیگنال الکتریکی می باشد. یک عیان ساز نوری برای عملکرد مطلوب در سیستم گیرنده بایستی دارای قابلیت اطمینان بالا، پاسخدهی سریع یا حساسیت زیاد در محدوده طول موج گسیل شده از منبع نوری ، نویز کم و پهنای باند کافی برای سرعت مطلوب انتقال اطلاعات باشد.
به علاوه در کاربردهایی که لازم می باشد سیگنال نوری با سطوح پایین انرژی عیان گردد نیاز به یک عیان ساز با حساسیت بالا می باشد.
سه مرحله در فرآیند عیان سازی نوری هست مرحله اول جذب انرژی نوری و تولید حاملهاست. مرحله دوم انتقال با بهره یا بدون بهره حامل های تولید شده به وسیله نور از ناحیه جاذب و یا ناحیه گذار و مرحله سوم جمع آوری حامل ها و تولید جریان نوری که در یک مدار خارجی جاری می گردد.
زیرا عیان ساز نوری اولین بخش از گیرنده نوری می باشد شبیه سازی و تجزیه و تحلیل این افزاره تأثیر مهمی در مخابرات نوری دارد]1-2[.
[1] Waveguide-Separated Absorption Charge Multiplication-Avalanche Photodetector
[2]
Absorption
***ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود می باشد***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   سمینار ارشد رشته برق:بررسی روشهای کنترل پدیده سرج در کمپرسورها

زیرا فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به گونه نمونه)

اما در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود می باشد

تعداد صفحه :136

قیمت : 14700 تومان

***

—-

دسته‌ها: مهندسی برق