chapter 6

5
Chapter 6: 1. Sebuah photodiode yang dibuat dari GaAs mempunyai enegi band-gap sebesar 1.43 eV pada 300K. Carilah cut-off panjang gelombangnya. Jawab: λ c = hc E g = ( 6.625×10 34 J s )( 3× 10 8 m/ s ) ( 1.43eV ) ( 1.6×10 19 J / ev) =869 nm 2. Pada pulsa dengan lebar 100-ns, sebanyak 6×10 6 foton dengan panjang gelombang 1300nm jatuh pada photodetector InGaAs. Pada rata – rata sebesar 5.4×10 6 pasangan electron – hole dapat dibangkitkan, maka carilah besarnya efisiensi kuantum-nya. Jawab: η= jumlah pasangan elektron - lowong yang dihasilkan jumlah foton yang masuk = 5.4×10 6 6×10 6 =0.9 90% 3. Energi foton sebesar 1.53×10 19 J masuk pada photodiode yang mempunyai responsivity sebesar 0.65 A/W. Jika besarnya level daya optis adalah 10 μW, maka hitunglah besarnya arus foton yang dihasilkan. I p =ℜ P in =( 0.65 A / W ) ( 10 5 W )=6.5 μA 4. InGaAs pd panj gel 1100 nm < λ< 1600 nm, memiliki efisiensi kuantum 60 %.Berapa responsivitasnya pd panj gel 1300 nm ? Jika daya optis yg datang 10 μW, berapa arus foton yg dibangkitkan ? Jawab: Responsivitas panjang gelombang, ℜ= ηq = ηqλ hc = 0.6 ( 1.6×10 19 C )( 1.3×10 6 m ) 6.625× 10 34 J . s ( 3×10 8 m / s) =0.63 A / W Arus foton, jika daya optis datang 10 μW, ℜ= I p P in I p =0.63 A / W (10 5 W )=6.3 μA M= I M I p APD = nq M=ℜ 0 M 5. Diberikan APD silikon yang mempunyai kuantum efisiensi sebesar 65% pada panjang gelombang 900nm. Apabila daya optik sebesar 0.5 μW menghasilkan suatu penggandaan arus photon sebesar 10μA . Carilah besarnya faktor pengali M. Jawab: I p =ℜ P in = ηq P in = 0.65( 1.6×10 19 C)( 9×10 7 m ) 6 . 625×10 34 J . s (3×10 8 m / s) 5×10 7 W=0.235 μA M= I M I p = 10 μA 0 . 235 μA =43

Upload: alief-kusumaningtyas-krishnanti

Post on 30-Sep-2015

284 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Chapter 6:1. Sebuah photodiode yang dibuat dari GaAs mempunyai enegi band-gap sebesar 1.43 eV pada 300K. Carilah cut-off panjang gelombangnya.Jawab:

2.

Pada pulsa dengan lebar 100-ns, sebanyak foton dengan panjang gelombang 1300nm jatuh pada photodetector InGaAs. Pada rata rata sebesar pasangan electron hole dapat dibangkitkan, maka carilah besarnya efisiensi kuantum-nya.Jawab:

3.

Energi foton sebesar masuk pada photodiode yang mempunyai responsivity sebesar 0.65 A/W. Jika besarnya level daya optis adalah 10 maka hitunglah besarnya arus foton yang dihasilkan.

4. InGaAs pd panj gel 1100 nm < < 1600 nm, memiliki efisiensi kuantum 60 %.Berapa responsivitasnya pd panj gel 1300 nm ? Jika daya optis yg datang 10 W, berapa arus foton yg dibangkitkan ?Jawab: Responsivitas panjang gelombang,

Arus foton, jika daya optis datang 10

5.

Diberikan APD silikon yang mempunyai kuantum efisiensi sebesar 65% pada panjang gelombang 900nm. Apabila daya optik sebesar menghasilkan suatu penggandaan arus photon sebesar Carilah besarnya faktor pengali M.Jawab:

6. M

Soal soal:1. Perhatikan tabel koefisien penyerapan terhadap panjang gelombang dari silikon di bawah,

0.604.4 x 103

0.652.9 x 103

0.702.0 x 103

0.751.4 x 103

0.800.97 x 103

0.85630

0.90370

0.95190

1.0070

Pemantulan pada permukaan photodiode diabaikan carilah/plot dua parameter terhadap range/daerah panjang gelombang dari 600 1000 (a) Efisiensi kuantum untuk lebar lapisan deplesion 1, 5, 10, 20, dan 50(b) Responsitivity dari pin photodiode silikon yang mempunyai ketebalan lapisan deplesion sebesar 20Jawab:(a) Efisiensi quantum:Dengan menggunakan rumus,

Maka untuk

Untuk

Untuk

(b) Responsitivity:

2.

Jika level daya optis masuk pada sebuah phodiode, menghasilkan kecepatan electron hole, yang diberikan dengan persamaan

Dimana adalah fluks foton masuk per unit luas, yang diberikan dengan persamaan

dimana A adalah luas detektor, R adalah refetcance permukaan, dan hv adalah energi foton. Dari sini, tunjukkan persamaan arus foton utama di dalam area deplesion w.Jawab:

3.

Jika diketahui bahwa besarnya penyerapan koefisien dari silikon adalah 0,05 pada 860nm, carilah kedalaman penetrasi pada Jawab:

4.