A+ 광통신 - 13. PIN 포토다이오드와 APD

소개

충북대학교 4학년 과정 광통신 과제 및 보고서 작성본입니다.
보고서 작성부분에서 A+(졸업 학점 4.43)를 놓친적 없습니다!
참고하시고 보고서에 작성하시면 도움이 될 것입니다. :)

13. PIN 포토다이오드와 APD

목차

 PIN 포토다이오드
 APD(어밸런치 다이오드)

본문내용

 PIN 포토다이오드
포토다이오드는 아래 그림의 전류-전압 특성에서 볼 수 있듯이 광기전력 모드(photovoltaic mode)와 광전도 모드(photoconductive mode) 등 두 가지 모드로 사용할 수 있다. 광기전력 모드는 두 단자를 개방하거나 고저항(RL)을 접속하고 양단자의 기전력을 측정하는 모드이며, 이 경우에는 다이오드에 어떠한 외부전압을 가하지 않는다. 광기전력 모드에서는 단자용량(접합용량 + 기타 정전용량)이 매우 크므로 센서의 응답속도를 제한할 수 있기 때문에 회로설계 시 이 점을 고려해야 한다. 광전도 모드는 광기전력 모드에 비해 많이 사용하는 동작모드이다. pn접합에 역 전압(reverse bias)을 인가하고(-VR) 외부회로에 흐르는 전류를 측정한다. 역 전압을 인가하면 응답속도와 직선성이 크게 향상되며, 역 전압에 의해 공핍층 영역이 넓어져 정전용량이 감소하기 때문에 응답속도도 빨라진다. 그러나 역 전압을 가하면 암전류(dark current)와 잡음전류가 증가하는 단점이 있다.

아래 그림은 실리콘 포토다이오드의 조도에 따른 출력전류 및 출력전압의 관계를 나타낸다. 포토다이오드에 발생되는 광전류는 넓은 범위에 걸쳐 조도에 비례하기 때문에 직선성이 매우 우수하다. 반면 출력전압은 광량변화에 대해 지수 함수적으로 변하기 때문에 온도 변화가 큰 광량측정에는 부적합하다.
pn 포토다이오드의 감도를 증가시키고 응답속도를 향상시키기 위해서는 다이오드 내의 정전용량을 최소화해야 한다.

참고자료

· 없음