tailieunhanh - Ebook Nguyên lý hệ thống thông tin quang: Phần 2

Cuốn sách này được biên soạn nhằm mục đích chủ yếu là giúp cho các sinh viên, học viên cao học và các kỹ sư trong ngành viễn thông, lĩnh vực truyền dẫn quang có được các khái niệm nền tảng một cách khái quát và cô đọng nhất. Cuốn sách này có thể được xem như bước đệm để giảm thời gian và công sức khi tiếp cận với các tài liệu quốc tế về hệ thống thông tin quang. Nội dung sách bao quát từ các thiết bị chủ chốt đến các mạng quang đang được khai thác hiện nay. Nối tiếp phần 1, trong phần 2 này, cuốn sách giới thiệu đến các bạn một số bài học như: Bộ thu quang, đường truyền quang điểm - điểm, mạng quang, các chuẩn mạng GPON hiện nay,. Mời các bạn cùng xem và tham khảo | 1 ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA PHAÏM QUANG THAÙI NGUYEÂN LYÙ HEÄ THOÁNG THOÂNG TIN QUANG NHAØ XUAÁT BAÛN ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP HOÀ CHÍ MINH - 2016 98 CHƯƠNG 4 Chương 4 BỘ THU QUANG NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG Chương này tập trung chủ yếu vào bộ thu quang bán dẫ n (photodiode) vì đây là bộ thu được sử d ụng hiện nay trong các hệ thống thông tin quang. Để photodiode hoạt động, cần phân cực ngược tiếp giáp p -n. Vùng n kết nối với cực dương và vùng p kết nối với cực âm. Theo vật lý lượng tử, s ự giảm điện tích làm mức Fermi của vùng n thấp hơn vùng p. Do đó, các electron từ vùng n được xem như nằm ở mức năng lượng thấp hơn và không thể di chuyển sang vùng p có mức năng lượng cao hơn như Hình . Theo lý thuyết điện từ, các điện tích âm ở bán dẫn loại n và dương ở b án dẫn loại p đã kết hợp ở vùng nghèo. Ở biên giới của vùng nghèo, phần bán dẫn loại n mất electron và mang điện tích dương, phần bán dẫn loại n mất lỗ trống và mang điện tích âm. Điện trường sinh ra từ các điện tích này ngăn cản các hạt electron di chuyển từ vùng n sang vùng p. Khi phân cực ngược, điện trường từ nguồn phân cực cũng cùng chiều với điện trường có sẵn tại vùng nghèo, khiến vùng nghèo mở rộng hơn. Do điện trường này, các electron không thể di chuyển từ vùng n sang vùng p. Theo lý thuyết mạch, khi phân cực ngược , photodiode có điện trở rất lớn khiến không có dòng điện chạy trong mạch. Khi có một photon di chuyển vào vùng nghèo, photon này có thể bị hấp thụ bởi các nguyên tử bán dẫn tại đây. Nếu mức năng lượng hấp thụ này lớn hơn mức chênh lệch Eg của dãy dẫn và dãy hóa trị, một electron có thể được tách khỏi nguyên tử hấp thụ photon tạo nên hạt mang điện âm và lỗ trống mang điện tích dương. Có ba trường hợp sau xảy ra: BỘ THU QUANG 99 Hình : Điện tích sinh ra trong photodiode Nếu photon được hấp thụ trong vùng n hoặc vùng p, do không tồn tại điện trường trong vùng này, các hạt mang điện sẽ di chuyển ngẫu nhiên và kết hợp trở lại mà không .