Photo Detector를 이용한 수광소자, 발광소자 실험보고서

소개글

물리실험에서 하는 photo detector를 이용한 수광소자, 발광소자에 대한 실험보고서입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 방법
4. 실험 기구 및 장치
5. 실험 결과 및 검토
6. 질문 및 토의
7. 출처 및 문헌

본문내용

2) 수광소자 : 소자에 흡수된 광자의 에너지를 측정할 수 있는 형태로 변환함으로써 광자 선속(線束)이나 광전력을 측정하는 소자. 대체로 열소자(thermal detectors)와 광전소자(photoelectric detectors)로 분류된다. 열소자는 광자의 에너지를 열로 변환하는 기능을 수행하나 온도변화 과정에 요구되는 시간을 보아 효율이 낮고 상대적으로 느리다. 광전소자는 광전효과(photoeffect)에 기반을 둔다. 즉, 소자에 흡수된 광자에 의해 소자를 이루는 물질 내에 전자(electron), 홀(hole)과 같은 운반체(carrier)가 발생되며 이 운반체의 흐름으로써 측정 가능한 전류가 발생된다. 수광소자는 작동 파장의 고민감도, 빠른 응답속도, 최소 잡음이라는 장점을 지니고 있어 근적외선영역(0.8~1.6 μm)에서 작동하는 광섬유 통신체계에서 광신호를 검출하는 소자로 널리 쓰인다.
- 반도체 수광소자의 주요 종류
: PIN-PD(안정적이며 저가), APD(증폭기능이 내재되어 있고 고속 및 장거리 용이지만 고가이다.)
-반도체 수광자의 동작 원리 : 반도체 수광소자는 빛의 흡수에 따라 전류를 변화시키는 동작을 한다. 만일 반도체를 향해 입사하는 빛의 광자 에너지가 반도체의 밴드갭 보다 크다면 반도체에서는 광흡수가 일어나며 전자-정공쌍이 만들어 진다. 이때 반도체에 전압이 역바이어스 되면 인가된 전압에 따라 전계가 형성되며 전자 및 정공이 이동하게 되며 전류가 흐르게 된다. 이에 따라 광-전 변환이 일어난다.

PD는 PN접합 다이오드와는 다르게 역방향 바이어스를 걸어주거나 개방회로(무바이어스)를 사용한다. PN접합 다이오드는 서로 다른 두 물질이 평형을 이룰 때까지 전자와 정공이 이동하다가 높은 전압을 걸어줄 때 전류가 잘 흐르는데, PD는 역바이어스로 인해 더 커진 에너지 장벽에 대해 광이 입사되어 자유전자의 에너지가 올라가서 장벽을 뛰어넘어 전류가 잘 흐르게 된다.

참고 자료

없음