پایان نامه ارشد رایگان با موضوع زیر سیستم ها و نتایج تجربی

(2-43)
از این معادله کاملا مشخص است که این زیرسیستم نیز میتواند با یک CCCS مدل شود. زیر سیستم معادله (2-40) با مدار معادل شکل (2-8) b مدل می شود. جریان ورودی از خازن به مقدار z F عبور می کند، ولتاژ خازن Vout(w)=Iin(w)/jwz می باشد و یک منبع جریان کنترل شونده با ولتاژ لازم است تا ولتاژ خازن را به جریان خروجی Iout(w)=Iin(w)/jwz تبدیل کند.
زیر سیستم (2-41) با شکل c مدل می شود. جریان ورودی توسط یک منبع ولتاژ کنترل شونده با جریان به ولتاز تبدیل شده و این ولتاژ به مقاومت سری zΩ و سلف 1H اعمال می شود. در نهایت از یک CCCS برای بدست آمدن جریان خروجی استفاده می شود.
زیر سیستم با تابع تبدیل نیز مانند حالت قبل مدل می شود با این تفاوت که مقدار مقاومت منفی –zΩ می شود.
شکل (2-8) بلوک های زیر مداری نمونه
(CCCS, R1=0, R2=∞; VCCS R1=∞, R2=∞; CCVS, R1=0, R2=∞).
سه قانون برای وصل کردن این بلوک ها بر اساس تئوری سیگنال ها و سیستم ها باید رعایت شود:
ضرب یعنی وصل کردن سری زیر سیستم ها به هم
جمع بین دو پاسخ فرکانسی با موازی کردن زیر سیستم ها به طوری که جهت جریان های خروجی یکسان باشد حاصل می شود.
تفریق مانند جمع است با این تفاوت که جهت جریان ها مخالف است.
با استفاده از بلوک های زیر مداری و پنج زیر سیستم ذکر شده و 3 قانون اتصال یک مدار معادل جدید برای آشکارساز SAGCM-APD به صورت شکل (2-9) بدست می آید.
شکل (2-9) مدار معادل آشکارساز SAGCM-APD

مطلب مرتبط :   اندازه گیری و تغییر رنگ

2-2-3- نتایج شبیه سازی
برای مقایسه این مدار معادل با مدار های قبلی چندین شبیه سازی بدون در نظر گرفتن عوامل پارازیتی انجام شده است. پارامترهای لازم جهت این شبیه سازی ها در جدول 2-3 درج شده است.
جدول 2-3 پارامترهای شبیه سازی در این مدل مداری
مقادیر Rt=70Ω و Cp=0.15pF از مرجع ] 9[ آورده شده است. با تغییر این پارامترها مقادیر عناصر مدار تغییر می کند. مشخصه گین-پهنای باند مدار در مقایسه با مدل فیزیکی و نتایج تجربی شبیه سازی شده و در شکل (2-10) دیده می شود.
مشخصه گین-پهنای باند برای لایه جذب با طول های مختلف (wa=1,2,3 μm) در شکل (2-11) دیده می شود. در گین های پایین پهنای باند APD با کاهش ضخامت لایه جذب افزایش می یابد. با افزایش گین مشخصه گین-پهنای باند با تغییر ضخامت لایه جذب ثابت است. این پدیده به این صورت قابل توجیه است که هنگامی که ضخامت لایه جذب کاهش می یابد زمان گذار حامل ها چون فاصله ای که باید طی کنند کمتر می شود، کاهش می یابد. در گین های پایین پهنای باند توسط زمان گذار حامل ها و عوامل پارازیتی کنترل می شود پس زمان گذار کمتر باعث پهنای باند بیشتر می شود. اما در گین های بالا پهنای باند توسط زمان بوجود آمدن پدیده بهمنی تعیین می شود بنابراین مشخصه گین – پهنای باند افزاره یکسان است زیر ضخامت لایه تکثیر یکسان است.
در اینجا افزاره InP/InGaAs APDs مورد بررسی قرار می گیرد و نتایج آن با نتایج تجربی مقایسه می شود. در این آشکار ساز بر خلاف آشکارساز InP/InGaAs APDs حفره ها به سمت ناحیه تکثیر رفته و پدیده بهمنی را آغاز می کنند. مدل مداری این آشکارساز با جابه جا کردن سرعت الکترون و حفره تغییر می کند. با در نظر گرفتن یک میدان ثابت در ناحیه تکثیر زمان پدیده بهمنی به صورت زیر محاسبه می شود]9[:
(2-44)
این مقایسه برای مواد مختلف با نتایج تجربی در شکل (2-12) نشان داده شده است.
شکل (2-10) مشخصه گین پهنای باند InAlAs/InGaAs در مقایسه با نتایج تجربی
شکل (2-11) مشخصه گین- پهنای باند با نواحی جذب مختلف
شکل(2-12) مشخصه گین- پهنای باند InP/InGaAs در مقایسه با نتایج تجربی