Calculadora Ganancia óptica de fototransistores

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Parámetros de fibra óptica

✖La longitud de onda de la luz se refiere a la distancia entre dos picos o valles consecutivos de una onda electromagnética en el espectro óptico.ⓘ Longitud de onda de la luz [λ]			+10% -10%
✖La corriente de colector del fototransistor es una medida de la sensibilidad del fototransistor. Describe la carga de corriente máxima permitida en el colector.ⓘ Corriente del colector del fototransistor. [I_col]			+10% -10%
✖La potencia incidente respecto a la óptica es la cantidad de potencia óptica (energía luminosa) que incide en el fotodetector.ⓘ Poder incidente [P_o]			+10% -10%

✖La ganancia óptica de un fototransistor es una medida de qué tan bien un medio amplifica los fotones mediante emisión estimulada.ⓘ Ganancia óptica de fototransistores [G_O]

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Fórmula

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Ganancia óptica de fototransistores

Fórmula

`"G"_{"O"} = (("[hP]"*"[c]")/("λ"*"[Charge-e]"))*("I"_{"col"}/"P"_{"o"})`

Ejemplo

`"2.587099"=(("[hP]"*"[c]")/("1.55μm"*"[Charge-e]"))*("5.66µA"/"1.75µW")`

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Ganancia óptica de fototransistores Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Ganancia óptica del fototransistor = (([hP]*[c])/(Longitud de onda de la luz*[Charge-e]))*(Corriente del colector del fototransistor./Poder incidente)
G_O = (([hP]*[c])/(λ*[Charge-e]))*(I_col/P_o)
Esta fórmula usa 3 Constantes, 4 Variables

Constantes utilizadas

[Charge-e] - carga de electrones Valor tomado como 1.60217662E-19
[hP] - constante de planck Valor tomado como 6.626070040E-34
[c] - Velocidad de la luz en el vacío Valor tomado como 299792458.0

Variables utilizadas

Ganancia óptica del fototransistor - La ganancia óptica de un fototransistor es una medida de qué tan bien un medio amplifica los fotones mediante emisión estimulada.
Longitud de onda de la luz - (Medido en Metro) - La longitud de onda de la luz se refiere a la distancia entre dos picos o valles consecutivos de una onda electromagnética en el espectro óptico.
Corriente del colector del fototransistor. - (Medido en Amperio) - La corriente de colector del fototransistor es una medida de la sensibilidad del fototransistor. Describe la carga de corriente máxima permitida en el colector.
Poder incidente - (Medido en Vatio) - La potencia incidente respecto a la óptica es la cantidad de potencia óptica (energía luminosa) que incide en el fotodetector.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Longitud de onda de la luz: 1.55 Micrómetro --> 1.55E-06 Metro (Verifique la conversión aquí)
Corriente del colector del fototransistor.: 5.66 Microamperio --> 5.66E-06 Amperio (Verifique la conversión aquí)
Poder incidente: 1.75 Microvatio --> 1.75E-06 Vatio (Verifique la conversión aquí)

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

G_O = (([hP]*[c])/(λ*[Charge-e]))*(I_col/P_o) --> (([hP]*[c])/(1.55E-06*[Charge-e]))*(5.66E-06/1.75E-06)

Evaluar ... ...

G_O = 2.5870988299136

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

2.5870988299136 --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

2.5870988299136 ≈ 2.587099 <-- Ganancia óptica del fototransistor

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Vaidehi Singh

Facultad de Ingeniería de Prabhat (PEC), Uttar Pradesh

¡Vaidehi Singh ha creado esta calculadora y 25+ más calculadoras!

Verificada por parminder singh

Universidad de Chandigarh (CU), Punjab

¡parminder singh ha verificado esta calculadora y 600+ más calculadoras!

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SNR del receptor ADP de fotodiodo Good Avalanche en decibeles

Vamos Relación señal-ruido = 10*log10((Factor de multiplicación^2*Corriente fotoeléctrica^2)/(2*[Charge-e]*Ancho de banda posterior a la detección*(Corriente fotoeléctrica+Corriente oscura)*Factor de multiplicación^2.3+((4*[BoltZ]*Temperatura*Ancho de banda posterior a la detección*1.26)/Resistencia de carga)))

Fotocorriente debida a la luz incidente.

Vamos Corriente fotoeléctrica = (Poder incidente*[Charge-e]*(1-Coeficiente de reflexión))/([hP]*Frecuencia de luz incidente)*(1-exp(-Coeficiente de absorción*Ancho de la región de absorción))

Probabilidad de detectar fotones

Vamos Probabilidad de encontrar un fotón = ((Varianza de la función de distribución de probabilidad^(Número de fotones incidentes))*exp(-Varianza de la función de distribución de probabilidad))/(Número de fotones incidentes!)

Exceso de factor de ruido de avalancha

Vamos Exceso de factor de ruido de avalancha = Factor de multiplicación*(1+((1-Coeficiente de ionización de impacto)/Coeficiente de ionización de impacto)*((Factor de multiplicación-1)/Factor de multiplicación)^2)

Corriente total del fotodiodo

Vamos Corriente de salida = Corriente oscura*(exp(([Charge-e]*Voltaje del fotodiodo)/(2*[BoltZ]*Temperatura))-1)+Corriente fotoeléctrica

Ganancia óptica de fototransistores

Vamos Ganancia óptica del fototransistor = (([hP]*[c])/(Longitud de onda de la luz*[Charge-e]))*(Corriente del colector del fototransistor./Poder incidente)

Número promedio de fotones detectados

Vamos Número promedio de fotones detectados = (Eficiencia cuántica*Potencia óptica promedio recibida*Periodo de tiempo)/(Frecuencia de luz incidente*[hP])

Cambio de fase de paso único a través del amplificador Fabry-Perot

Vamos Cambio de fase de un solo paso = (pi*(Frecuencia de luz incidente-Frecuencia resonante de Fabry-Perot))/Rango espectral libre del interferómetro Fabry-Pérot

Corriente de ruido cuadrático medio total

Vamos Corriente de ruido cuadrático medio total = sqrt(Ruido total del disparo^2+Ruido de corriente oscura^2+Corriente de ruido térmico^2)

Potencia óptica promedio recibida

Vamos Potencia óptica promedio recibida = (20.7*[hP]*Frecuencia de luz incidente)/(Periodo de tiempo*Eficiencia cuántica)

Potencia Total Aceptada por Fibra

Vamos Potencia Total Aceptada por Fibra = Poder incidente*(1-(8*Desplazamiento axial)/(3*pi*Radio del núcleo))

Fotocorriente multiplicada

Vamos Fotocorriente multiplicada = Ganancia óptica del fototransistor*Responsividad del fotodetector*Poder incidente

Efecto de la temperatura sobre la corriente oscura

Vamos Corriente oscura en temperatura elevada = Corriente oscura*2^((Temperatura cambiada-Temperatura anterior)/10)

Fotodiodo máximo 3 dB de ancho de banda

Vamos Ancho de banda máximo de 3 dB = Velocidad del portador/(2*pi*Ancho de la capa de agotamiento)

Tasa de fotones incidentes

Vamos Tasa de fotones incidentes = Potencia óptica incidente/([hP]*Frecuencia de onda de luz)

Ancho de banda máximo de 3 dB del fotodetector de metales

Vamos Ancho de banda máximo de 3 dB = 1/(2*pi*Tiempo de tránsito*Ganancia fotoconductora)

Penalización por ancho de banda

Vamos Ancho de banda posterior a la detección = 1/(2*pi*Resistencia de carga*Capacidad)

Punto de corte de longitud de onda larga

Vamos Punto de corte de longitud de onda = [hP]*[c]/Energía de banda prohibida

Tiempo de tránsito más largo

Vamos Tiempo de tránsito = Ancho de la capa de agotamiento/Velocidad de deriva

Eficiencia cuántica del fotodetector

Vamos Eficiencia cuántica = Número de electrones/Número de fotones incidentes

Factor de multiplicación

Vamos Factor de multiplicación = Corriente de salida/Fotocorriente inicial

Tasa de electrones en el detector

Vamos Tasa de electrones = Eficiencia cuántica*Tasa de fotones incidentes

Ancho de banda de 3 dB de fotodetectores metálicos

Vamos Ancho de banda máximo de 3 dB = 1/(2*pi*Tiempo de tránsito)

Tiempo de tránsito con respecto a la difusión de transportistas minoritarios

Vamos Tiempo de difusión = Distancia^2/(2*Coeficiente de difusión)

Detectividad del fotodetector

Vamos Detective = 1/Potencia equivalente de ruido

Ganancia óptica de fototransistores Fórmula

Ganancia óptica del fototransistor = (([hP]*[c])/(Longitud de onda de la luz*[Charge-e]))*(Corriente del colector del fototransistor./Poder incidente)
G_O = (([hP]*[c])/(λ*[Charge-e]))*(I_col/P_o)

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