realizarea fizică a dispozitivelor...
TRANSCRIPT
![Page 1: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/1.jpg)
Curs 8
2014/2015
![Page 2: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/2.jpg)
Behzad Razavi Design of Integrated Circuits for Optical Communications
carte1.pdf (2,3)
29 pg.
![Page 3: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/3.jpg)
Amplificatoare transimpedanţă◦ 4.1◦ 4.1.1◦ 4.2◦ 4.2.1◦ 4.3◦ 4.3.1
Circuite pentru controlul emiţătoarelor optice◦ 10.3◦ 10.3.1◦ 10.4◦ 10.4.1
![Page 4: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/4.jpg)
0 dBm = 1 mW
3 dBm = 2 mW5 dBm = 3 mW10 dBm = 10 mW20 dBm = 100 mW
-3 dBm = 0.5 mW-10 dBm = 100 W-30 dBm = 1 W-60 dBm = 1 nW
0 dB = 1
+ 0.1 dB = 1.023 (+2.3%)+ 3 dB = 2+ 5 dB = 3+ 10 dB = 10
-3 dB = 0.5-10 dB = 0.1-20 dB = 0.01-30 dB = 0.001
dB = 10 • log10 (P2 / P1) dBm = 10 • log10 (P / 1 mW)
[dBm] + [dB] = [dBm]
[dBm/Hz] + [dB] = [dBm/Hz]
[x] + [dB] = [x]
![Page 5: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/5.jpg)
Dioda electroluminescenta
Capitolul 8
![Page 6: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/6.jpg)
Dezavantaje◦ Putere redusa (cuplata in fibra) ~ 100μW◦ Banda (viteza) reduse ~ 150MHz (300Mb/s)◦ Spectru larg ~ 0.05 λ◦ Lumina necoerenta si nedirectiva
Avantaje◦ Structura interna mult mai simpla (fara suprafete
reflective, straturi planare)◦ Cost (dispozitiv si circuit de comanda)◦ Durata de viata◦ Insenzitivitate la temperatura◦ Liniaritate (modulatie analogica)
![Page 7: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/7.jpg)
Comunicatii◦ Infrarosu (InGaAsP)
Vizibil◦ Spectru vizibil (GaAlAs)
Iluminare◦ Putere ridicata, lumina alba (GaInN)
![Page 8: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/9.jpg)
Lumina este generata de o recombinare radiativadintre un electron si un gol
Recombinarea neradiativa transforma energia in caldura
Eficienta cuantica
La recombinarea radiativa
Recombinare eficienta:◦ alegerea judicioasa a materialului◦ concentrarea purtatorilor in zona jonctiunii
Lungimea de unda depinde de temperatura de functionare a dispozitivului: 0.6nm/°C
nrr
r
RR
R
gg
E
hchE ;
![Page 10: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/10.jpg)
eV
240.1μm;;
ggg
EE
hchE h constanta lui Plank
6.62·10-32 Ws2
c viteza luminii in vid2.998·108m/s
benzi energetice: λ0, Δλ
![Page 11: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/11.jpg)
Recombinarea unei perechi electron-golnecesita conservarea "impulsului retelei" (cvasiimpuls) In Si si Ge aceasta conditie presupune aparitia unui
fonon intermediar (tranzitie indirecta) a caruienergie se transforma in caldura
Majoritatea aliajelor de aluminiu Al de asemenea au tranzitie indirecta
Se utilizeaza aliaje de Ga Al As sau In Ga As P
Materialele utilizate trebuie sa fie "transparente" la lungimile de unda emise
![Page 12: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/12.jpg)
Orice jonctiune p-n emite lumina
O jonctiune p-n obisnuita este foarte subtire◦ volumul in care apar recombinari este foarte mic
◦ eficienta luminoasa, redusa
lumina este emisa in toate directiile◦ cantitatea de lumina utilizabila (intr-o anumita
directie) este redusa
![Page 13: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/13.jpg)
Spatierea atomilor in diferitele straturi trebuiesa fie egala (toleranta 0.1%) pentru a nu se introduce defecte mecanice la jonctiune◦ limitare a aliajelor utilizabile
◦ aparitia defectelor
creste ineficienta (recombinari neradiative)
scade durata de viata a dispozitivului
![Page 14: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/15.jpg)
Lungimi de unda mici (spectru vizibil –1000nm)◦ GaP (665nm), GaAsyP1-y
◦ GaAs (900nm), Ga1-xAlxAs (AlAs – 550nm)
Lungimi de unda mari (1000÷1700nm)◦ InxGa1-xAsyP1-y
◦ x,y concentratii relative in aliaj a materialelorcorespunzatoare
◦ x,y alese din considerente privind
lungimea de unda
spatierea atomilor
Ultraviolet – Albastru: GaInN
![Page 16: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/16.jpg)
Lungimi de unda mici◦ Ga1-xAlxAs
◦ Eg (in eV)
◦ limitare pentru tranzitie directa
Lungimi de unda mari◦ InxGa1-xAsyP1-y
◦ Eg (in eV)
◦ Tipic substratul este InP
Spatierea atomilor (lattice spacing) corespunzatoare InP
◦ Exemplu: 1300nm se obtine cu y=0.589 si x=0.461,
In0.461Ga0.539As0.589P0.411
2266.0266.1424.1 xxEg
37.00 x
212.072.035.1 yyEg
yx
031.01
4526.0
![Page 17: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/17.jpg)
Structura de niveleenergetice permitecapturareapurtatorilor intrecele douaheterojonctiuni
![Page 18: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/19.jpg)
Concentrare verticala a purtatorilor◦ Electronii sunt atrasi din zona n in zona activa◦ O bariera energetica existenta intre zona activa si
zona n concentreaza electronii in zona activa◦ Situatie similara corespunzatoare golurilor◦ Purtatorii sunt concentrati in zona activa, crescand
eficienta
![Page 20: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/20.jpg)
Concentrare verticala a luminii◦ in general la diode laser (eficienta procesului LASER
depinde de intensitatea luminoasa)
◦ prezenta si la LED pentru cresterea eficientei luminoase: dirijarea luminii spre exterior si evitarea absorbtiei interne
Straturile din materiale diferite au indici de refractiediferiti formand un ghid dielectric
![Page 21: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/21.jpg)
Concentrare orizontala a curentului◦ Eficienta conversiei depinde de concentratia de purtatori,
deci e necesara cresterea densitatii de curent in zonaactiva (20-50μm)
◦ Se utilizeaza: strat izolator (tipic SiO2) cu o deschidere in dreptul zonei
active Bombardarea cu protoni a regiunii din jurul zonei active
Alte metode:
eliminarea materialului in jurul zonei active (mesa structure)
difuzie de Zn in zona centrala
![Page 22: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/23.jpg)
Burrus Surface Emitting LED (SLED)
Edge Emitting LED (ELED)
![Page 24: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/25.jpg)
InGaAsP
4 straturi◦ n InP ~2÷5μm
◦ p InGaAsP ~0.4÷1.5μm
◦ p InP ~1÷2μm
◦ p+ InGaAs ~0.2μm
Latimea zonei active◦ ~20÷50μm diametru
![Page 26: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/26.jpg)
GaAlAs
diferenta principala e data de absorbtia crescuta a substratului GaAs, care este eliminat partial pentru a permite accesul luminii spre exterior
![Page 27: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/28.jpg)
InGaAsP
strict pentru comunicatii
Cele patru straturi sunt in general similare
Stratul activ este mult mai subtire decat la SLED ~0.05÷0.25μm
Regiunea activa◦ latime 50÷70μm◦ lungime 100÷150μm◦ p InP ~1÷2μm◦ p+ InGaAs ~0.2μm
Apare concentrareaverticala a luminii
![Page 29: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/29.jpg)
Indici de refractie ridicati◦ InP n=3.4
◦ GaAs n=3.6
Doua probleme generate◦ pierderi prin reflexie ridicate
◦ unghi critic de numai 15°
![Page 30: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/30.jpg)
Solutii◦ utilizarea unui material intermediar pentru
adaptarea indicelui de refractie (rasina epoxidica)
◦ adaptarea formei de iesire din dispozitiv – forma de dom
eficienta de cuplaj
21
1
nn 21
2
n
ninterfata planasemiconductoraer
dom
![Page 31: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/31.jpg)
numai pentru fibre multimod cu salt de indice
![Page 32: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/32.jpg)
SLED◦ radiatia este emisa cu simetrie
circulara, in interiorul unuicon cu unghi la varf tipic de 60°
◦ Viewing Half Angle ~ 10÷15°
ELED◦ radiatia emisa nesimetric in
forma de con eliptic perpendicular pe jonctiune
~60°
paralel cu jonctiunea ~30°
![Page 33: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/33.jpg)
Sursa lambertiana
Aproximatie Lambertiana pentru surse cu directivitate crescuta
Surse cu emisie asimetrica
cos)( 0 PP
nPP cos)( 0
LT
PP
cos
cos
cos
sin)(
22
0
![Page 34: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/34.jpg)
Apertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg, la 0.2 pentru un LED prevăzut cu lentilă.
Chiar şi pentru un NA de 0.2, aria emisivă este mare comparativ cu a unui laser. În consecinţă, densitatea deputere emisă este mică astfel încît se reduce drastic puterea care poate fi cuplată într-o fibră cu indice gradat, şi devine practic imposibilă cuplarea cu o fibră monomod.
![Page 35: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/36.jpg)
Caracteristica putere optica emisa functie de curentul direct prin LED este liniara la nivele mici ale curentului.
Nu exista curent de prag
La nivele foarte mari puterea optica se satureaza
Responzivitatea
Tipic r=50μW/mA
A
W
I
Pr o
![Page 37: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/37.jpg)
Tipic SLED au eficienta mai buna decat ELED
![Page 38: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/38.jpg)
Un dispozitiv de semnalizare e realizat cu 100 LED-uri care emit lungimea de undă dominantă λ0 = 590nm sub un con cu unghi la vârf de 5.2° (emisie presupusă uniformă în acest con). O diodă are responzivitatea de 90μW/mA şi este parcursă de un curent de 85mA.
a) Estimaţi intensitatea luminoasă a dispozitivului pe direcţie normală.
Dacă se consideră emisia uniformă în interiorulconului de emisie, fluxul optic energetic este constant în interiorul acestui con şi va fi egal cuputerea optică emisă (ambele mărimi reprezintăviteze ale energiei, măsurate în W, cu diferenţa căputerea optică reprezintă o mediere a fluxuriloremise după diferite direcţii, valoarea medie a uneimărimi constante fiind egală cu acea mărime)
![Page 39: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/39.jpg)
Comunicatii◦ Infrarosu (InGaAsP)
Vizibil◦ Spectru vizibil (GaAlAs)
Iluminare◦ Putere ridicata, lumina alba (GaInN)
![Page 40: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/40.jpg)
![Page 41: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/41.jpg)
Aproximativ
Relatie empirica
Tipic◦ GaAlAs – 20-40 nm
◦ InGaAsP
SLED – 100 nm
ELED – 60-80 nm
◦ GaInN – 30-40 nm(10%)
05.0
eVkTmm 245.1
![Page 42: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/42.jpg)
Puterea de iesire la modulatia cu un semnalsinusoidal cu ω
◦ Puterea electrica variaza proportional cu patratulcurentului
◦ Puterea optica variaza proportional cu curentul
Banda la 3 dB electrica
◦ Banda la 3 dB optic
221 lf
oout
PP
lf
eldBf
2
13
2
12
2
o
out
P
P
2
1
o
out
P
P
![Page 43: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/43.jpg)
Cand curentul care trece prin dispozitiv e mictimpul de viata al purtatorilor e independent de curent si este dependent liniar de nivelulde dopare in regiunea activa
Cand curentul este mare timpul de viata al purtatorilor este proportional cu si inversproportional cu
Banda poate fi crescuta◦ Crescand nivelul de dopare◦ Reducand inaltimea zonei active◦ Crescand densitatea de curent
d
J
![Page 44: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/44.jpg)
In domeniul timp
Timpul de crestere (rise time)
Capacitatea asociata sarcinilor in regiunea activa: 350÷1000pF
Produs Putere × Banda
lf
p
sr
Ie
CTkt
220.2
lf
J
e
chfP
2
![Page 45: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/45.jpg)
Comunicatii◦ Infrarosu (InGaAsP)
Vizibil◦ Spectru vizibil (GaAlAs)
Iluminare◦ Putere ridicata, lumina alba (GaInN)
![Page 46: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/46.jpg)
bazat pe GaInN
dezvoltare tardiva (GaN)
![Page 47: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/47.jpg)
![Page 48: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/48.jpg)
realizare: GaInN Quantum Well/GaN
![Page 49: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/49.jpg)
Δλ relativ la λ mai mare
![Page 50: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/50.jpg)
![Page 51: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/51.jpg)
ColorWavelength
(nm)Voltage (V) Semiconductor Material
Infrared λ > 760 ΔV < 1.9Gallium arsenide (GaAs)
Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)
Red 610 < λ < 760 1.63 < ΔV < 2.03
Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)
Gallium arsenide phosphide (GaAsP)
Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)
Gallium(III) phosphide (GaP)
Orange 590 < λ < 610 2.03 < ΔV < 2.10
Gallium arsenide phosphide (GaAsP)
Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)
Gallium(III) phosphide (GaP)
Yellow 570 < λ < 590 2.10 < ΔV < 2.18
Gallium arsenide phosphide (GaAsP)
Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)
Gallium(III) phosphide (GaP)
Green 500 < λ < 570 1.9 < ΔV < 4.0
Indium gallium nitride (InGaN) / Gallium(III) nitride (GaN)
Gallium(III) phosphide (GaP)
Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)
Aluminium gallium phosphide (AlGaP)
![Page 52: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/52.jpg)
ColorWavelength
(nm)Voltage (V) Semiconductor Material
Blue 450 < λ < 500 2.48 < ΔV < 3.7
Zinc selenide (ZnSe)
Indium gallium nitride (InGaN)
Silicon carbide (SiC) as substrate
Silicon (Si) as substrate — (under development)
Violet 400 < λ < 450 2.76 < ΔV < 4.0 Indium gallium nitride (InGaN)
Purple multiple types 2.48 < ΔV < 3.7
Dual blue/red LEDs,
blue with red phosphor,
or white with purple plastic
Ultraviolet λ < 400 3.1 < ΔV < 4.4
Diamond (235 nm)
Boron nitride (215 nm)
Aluminium nitride (AlN) (210 nm)
Aluminium gallium nitride (AlGaN)
Aluminium gallium indium nitride (AlGaInN) — (down
to 210 nm)
White Broad spectrum ΔV = 3.5 Blue/UV diode with yellow phosphor
![Page 53: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/53.jpg)
Wavelength (nm) Color Name
940 Infrared880 Infrared850 Infrared660 Ultra Red635 High Eff. Red633 Super Red620 Super Orange612 Super Orange605 Orange595 Super Yellow592 Super Pure Yellow585 Yellow
4500K "Incandescent” White6500K Pale White8000K Cool White
574 Super Lime Yellow570 Super Lime Green565 High Efficiency Green560 Super Pure Green555 Pure Green525 Aqua Green505 Blue Green470 Super Blue430 Ultra Blue
![Page 54: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/54.jpg)
Comunicatii◦ Infrarosu (InGaAsP)
Vizibil◦ Spectru vizibil (GaAlAs)
Iluminare◦ Putere ridicata, lumina alba (GaInN)
![Page 55: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/55.jpg)
Bec cu incadescenta◦ 16 lm/W
Tub fluorescent◦ 100 lm/W
LED◦ curent: 250 lm/W
◦ curand: 300 lm/W
![Page 56: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/56.jpg)
![Page 57: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/57.jpg)
![Page 58: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/58.jpg)
![Page 59: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/59.jpg)
![Page 60: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/60.jpg)
![Page 61: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/61.jpg)
![Page 62: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/62.jpg)
![Page 63: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/63.jpg)
auto
![Page 64: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/64.jpg)
![Page 65: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/65.jpg)
Eficienta
Culoare usor de implementat (nativ)
Dimensiune
Timp de raspuns
Reglaj al intensitatii luminoase
Radiatie de caldura (IR) redusa
Timp de viata
Rezistenta la socuri
Directivitatea luminii (nativ)
![Page 66: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/66.jpg)
Pret
Dependenta de temperatura
Sensibilitate la tensiune (prag)
Calitatea luminii (corp negru)
Directivitate (sursa de suprafata/punctuala)
![Page 67: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/67.jpg)
![Page 68: Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronicerf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/OSTC_Curs_8_2014.pdfApertura numerică poate varia de la 0.9 pentru un LED de unghi foarte larg,](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022041801/5e5138050dcb066322698cf3/html5/thumbnails/68.jpg)