ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2018, № 2 · СМЕЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Восстановление временной зависимости интенсивности света, частота модуляции которой больше граничной частоты фотоприемника, изготовленного на основе кремния с глубокими рекомбинационными центрами

Е.В. Никишин1, С.В. Базеев1, В.О. Пиксайкина1

1 Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва, Россия
Полный текст (PDF) УДК 621.383.4, 621.382.2/.3 EDN YRNXUQ

Аннотация

Получена область частот, для которой справедлив способ восстановления зависимости интенсивности возбуждающих систему импульсов от времени по отклику системы. Исследован случай модулированных оптических импульсов, частота которых больше граничной частоты фоторезистора. Форма, частота и интенсивность импульсов изменяются произвольным образом. Моделирование проведено для фоторезистора, параметры которого характерны для кристаллического кремния. При расчетах учтена рекомбинация через глубокие примесные центры, Оже-рекомбинация и межзонная рекомбинация.

  • частотные искажения
  • impulse excitation
  • linear distortion
  • высокочастотное импульсное возбуждение
  • восстановление импульса
  • механизмы рекомбинации
  • кинетика фотопроводимости
  • нелинейные искажения
  • фазовые искажения
Abstract (in English)

At high light intensity modulation frequencies, the photodetector measures the integral energy of the pulsed radiation. In this case, the photoconductivity kinetics depends mainly on the rate of generation of charge carriers. Mechanisms of recombination of electrons and holes have little effect on the photocurrent. The article defines the conditions under which a photoresistor can be used to reconstruct the time shape of an optical signal. The shape, frequency and intensity of the pulses vary in an arbitrary way. The method of reconstructing the shape of an optical signal is applicable if the intensity varies with frequency ω more than the inverse lifetime of the main charge carriers. That is, the frequency of the modulated optical pulses is higher than the limit frequency of the photodetector. The dependence of the light intensity on time is obtained from the dependence of the current strength on time. Parameters characteristic of a photodetector fabricated on the basis of Si with In, Ag and Au recombination centers are used in the calculations. Theoretical studies of distortions emerging upon the detection of modulated optical signals are performed. A region of frequencies is obtained for which the method of obtaining the dependence of the intensity of the exciting pulses on time is applicable. Increasing the modulation frequency reduces the magnitude of nonlinear, frequency and phase distortion.

Для цитирования

Никишин Е.В., Базеев С.В., Пиксайкина В.О. Восстановление временной зависимости интенсивности света, частота модуляции которой больше граничной частоты фотоприемника, изготовленного на основе кремния с глубокими рекомбинационными центрами // Журнал радиоэлектроники. – 2018. – № 2.

Литература

  1. Мхитарян В. М., Партамян Х. В. Скоростные фотоприемники импульсного излучения на основе «инерционных» фоторезисторов и фотодиодов. ЖТФ, 1982, т. 52, № 9, с. 1900 - 1902.
  2. Nikishin E. V. On the Applicability Boundaries of the Restoration Method for the Temporal Shape of Modulated Optical Signals with a Frequency Higher than the Boundary Frequency of a Photoresistor. Semiconductors, 2014, Vol. 48, No. 11, p.p. 1526-1529.
  3. Никишин Е. В., Гришаев В. Я. Восстановление временной зависимости интенсивности быстро изменяющихся импульсов произвольной форы по отклику системы. Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2017. №9. URL: http://jre.cplire.ru/jre/sep17/3/text.pdf
  4. Милнс А. Примеси с глубокими уровнями в полупроводниках. М.: Мир, 1977. 568 с.
  5. Смит Р. Полупроводники: пер. с англ. М.: Мир, 1982. 560 с.
  6. Горюнов В.А., Гришаев В.Я., Никишин Е.В. Об изменении времен жизни носителей заряда при импульсном фотовозбуждении в кремнии с глубокими примесными центрами. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки, 2011, №4, с. 118 - 126.
  7. D.V. Lang, H.G. Grimmeiss, E. Meijer, and M. Jaros, Complex nature of goldrelated deep levels in silicon, Phys. Rev., 1980, v. 22, p.p. 3917-3925.
  8. Никишин Е.В., Пескова Е.Е. Нелинейные искажения, возникающие при восстановлении высокочастотных оптических импульсов. Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2015. №9. URL: http://jre.cplire. ru/jre/sep15/3/text.html.