📄Работа №162741
Тема: Проектирование лавинного фотодиода
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Электроэнергетика
Объем:
98 листов
Год:
2024
Просмотров:
76
4600
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Реферат
Введение 8
1 Обзор существующих структур и режимов работы лавинного фотодиода 10
1.1 Существующие структуры лавинных фотодиодов 10
1.2 Режимы работы лавинного фотодиода 22
2 Маршруты изготовления лавинного фотодиода 25
2.1 Основные технологические маршруты изготовления ЛФД 25
2.2 Изготовление лавинного фотодиода методом газофазной эпитаксии 26
2.3 Изготовление лавинного фотодиода методом диффузии 31
2.4 Расчет диффузионных профилей по идеальной модели диффузии 34
2.5 Уточненный расчет диффузионных профилей 38
3 Влияние параметров структуры ЛФД на его характеристики 50
3.1 Параметры и характеристики ЛФД 50
3.2 Влияние параметров ЛФД на процессы лавинного размножения 54
3.3 Влияние параметров ЛФД на вольт-амперную характеристику 56
3.4 Влияние параметров ЛФД на световую характеристику и квантовую
эффективность 57
4 Организация рабочего места оператора ЭВМ 59
Заключение 64
Список использованных источников 67
Приложение А. Бланк задания на выпускную квалификационную работу 69
Приложение Б. Расчет диффузионных профилей в вычислительной средеMathCAD 73
Приложение В. Построение характеристик ЛФД в вычислительной средеMathCAD 82
Приложение Г. Заявление для проверки ВКР на оригинальность 86
Приложение Д. Протокол проверки ВКР на оригинальность 89
Приложение Е. Презентация к ВКР 91
Введение 8
1 Обзор существующих структур и режимов работы лавинного фотодиода 10
1.1 Существующие структуры лавинных фотодиодов 10
1.2 Режимы работы лавинного фотодиода 22
2 Маршруты изготовления лавинного фотодиода 25
2.1 Основные технологические маршруты изготовления ЛФД 25
2.2 Изготовление лавинного фотодиода методом газофазной эпитаксии 26
2.3 Изготовление лавинного фотодиода методом диффузии 31
2.4 Расчет диффузионных профилей по идеальной модели диффузии 34
2.5 Уточненный расчет диффузионных профилей 38
3 Влияние параметров структуры ЛФД на его характеристики 50
3.1 Параметры и характеристики ЛФД 50
3.2 Влияние параметров ЛФД на процессы лавинного размножения 54
3.3 Влияние параметров ЛФД на вольт-амперную характеристику 56
3.4 Влияние параметров ЛФД на световую характеристику и квантовую
эффективность 57
4 Организация рабочего места оператора ЭВМ 59
Заключение 64
Список использованных источников 67
Приложение А. Бланк задания на выпускную квалификационную работу 69
Приложение Б. Расчет диффузионных профилей в вычислительной средеMathCAD 73
Приложение В. Построение характеристик ЛФД в вычислительной средеMathCAD 82
Приложение Г. Заявление для проверки ВКР на оригинальность 86
Приложение Д. Протокол проверки ВКР на оригинальность 89
Приложение Е. Презентация к ВКР 91
📖 Введение
В настоящее время оптоволоконные линии широко применяются во многих областях, например, связи, медицине, электронной технике, а также они находят широкое применение в системах сбора и обработки информации. Большие возможности заложены в них и с точки зрения использования в качестве чувствительных элементов приема излучения. На современном рынке измерительных систем и датчиков доминирующее положение продолжают занимать электронные измерительные технологии, которые предполагают преобразование измеряемого параметра в электрический сигнал и его последующую обработку. В системах измерения для приема светового сигнала от оптоволоконной линии, содержащей информацию об изменениях измеряемых параметров, применяются лавинные фотодиоды (ЛФД).
ЛФД имеют ряд преимуществ по сравнению с другими приборами при приеме светового излучения. Лавинные фотодиоды имеют высокую скорость и чувствительность благодаря использованию внутреннего механизма усиления сигнала при приложении обратного напряжения. Одним из наиболее важных достоинств ЛФД является обеспечение принципиальной возможности считывания сигнала, проходящего через оптоволоконную линию без разрушения или разъединения самой линии, а лишь на основе детектирования потока фотонов, излучаемого через поверхность линии. Данное свойство может быть использовано при создании систем неразрушающего контроля на основе оптоволоконных линий.
Но на работу ЛФД сильно влияют изменения температуры окружающей среды и величины обратного напряжения. Поэтому при использовании ЛФД, во- первых, необходимо обеспечивать требуемые условия нормального функционирования и соответствующую данному ЛФД рабочую точку. Во-вторых, для обработки сигналов от ЛФД нужно усилить эти сигналы до уровней, достаточных для последующей его обработки. Но неполнота представления о характеристиках и параметрах некоторых структур ЛФД делает нецелесообразным их использование в различной технике вследствие непредсказуемости изменения свойств прибора при воздействии на него внешних факторов.
В настоящее время отсутствует полноценное отечественное устройство детектирования одиночных фотонов, способное удовлетворить нужды разработчиков промышленных систем связи, в частности, систем квантовой криптографии по распределению квантового ключа. Необходимо проводить исследования в этом направлении как в области разработки технологии создания структур ЛФД, так и в области изучения оптимальных режимов работы таких приборов.
ЛФД, исследуемые в данной работе, могут найти широкое применение не только в качестве фотоприёмников электромагнитных, но и использоваться при построении трековых детекторов. Высокая чувствительность данных ЛФД в широкой области светового спектра, компактность, надежность, нечувствительность к магнитным полям, высокое быстродействие делают возможным использование данных фотоприёмников в различных областях науки, техники и медицины.
ЛФД имеют ряд преимуществ по сравнению с другими приборами при приеме светового излучения. Лавинные фотодиоды имеют высокую скорость и чувствительность благодаря использованию внутреннего механизма усиления сигнала при приложении обратного напряжения. Одним из наиболее важных достоинств ЛФД является обеспечение принципиальной возможности считывания сигнала, проходящего через оптоволоконную линию без разрушения или разъединения самой линии, а лишь на основе детектирования потока фотонов, излучаемого через поверхность линии. Данное свойство может быть использовано при создании систем неразрушающего контроля на основе оптоволоконных линий.
Но на работу ЛФД сильно влияют изменения температуры окружающей среды и величины обратного напряжения. Поэтому при использовании ЛФД, во- первых, необходимо обеспечивать требуемые условия нормального функционирования и соответствующую данному ЛФД рабочую точку. Во-вторых, для обработки сигналов от ЛФД нужно усилить эти сигналы до уровней, достаточных для последующей его обработки. Но неполнота представления о характеристиках и параметрах некоторых структур ЛФД делает нецелесообразным их использование в различной технике вследствие непредсказуемости изменения свойств прибора при воздействии на него внешних факторов.
В настоящее время отсутствует полноценное отечественное устройство детектирования одиночных фотонов, способное удовлетворить нужды разработчиков промышленных систем связи, в частности, систем квантовой криптографии по распределению квантового ключа. Необходимо проводить исследования в этом направлении как в области разработки технологии создания структур ЛФД, так и в области изучения оптимальных режимов работы таких приборов.
ЛФД, исследуемые в данной работе, могут найти широкое применение не только в качестве фотоприёмников электромагнитных, но и использоваться при построении трековых детекторов. Высокая чувствительность данных ЛФД в широкой области светового спектра, компактность, надежность, нечувствительность к магнитным полям, высокое быстродействие делают возможным использование данных фотоприёмников в различных областях науки, техники и медицины.
✅ Заключение
При проектировании лавинного фотодиода было приведено описание некоторых моделей прибора, приведены их достоинства и недостатки по сравнению с аналогами. Выбрана оптимальная структура ЛФД. Приведены режимы работы лавинного фотодиода.
Описаны возможные маршруты изготовления полупроводникового прибора. Дано описание процессам изготовления ЛФД методом эпитаксии и двухстадийной диффузии. Рассчитаны и построены профили распределения примеси для диффузии идеальной и уточненной модели. Для уточненной модели распределение примеси приведено с учетом сегрегации, зависимости концентрации от времени и влияния процессов загонки и разгонки друг на друга.
Исследовано влияние параметров структуры лавинного фотодиода на его характеристики, построены графики полученных зависимостей. В таблицу 4 сведена связь между основными технологическими параметрами, параметрами структуры ЛФД и его характеристиками. Таким образом, в ходе работы была установлена взаимное влияние параметров структуры, технологических параметров и характеристик лавинного фотодиода друг на друга.
Описаны возможные маршруты изготовления полупроводникового прибора. Дано описание процессам изготовления ЛФД методом эпитаксии и двухстадийной диффузии. Рассчитаны и построены профили распределения примеси для диффузии идеальной и уточненной модели. Для уточненной модели распределение примеси приведено с учетом сегрегации, зависимости концентрации от времени и влияния процессов загонки и разгонки друг на друга.
Исследовано влияние параметров структуры лавинного фотодиода на его характеристики, построены графики полученных зависимостей. В таблицу 4 сведена связь между основными технологическими параметрами, параметрами структуры ЛФД и его характеристиками. Таким образом, в ходе работы была установлена взаимное влияние параметров структуры, технологических параметров и характеристик лавинного фотодиода друг на друга.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.