Program Studi T. Elektro,FT - UHAMKASlide - XISistem Komunikasi
Serat Optik1Sistem Sistem Komunikasi Komunikasi Serat Serat Optik
Optik11. 11. Photodetector PhotodetectorHarry Ramza Harry
RamzaProgram Studi Teknik ElektroFakultas TeknikUniversitas
Muhammadiyah Prof. Dr. HAMKADetektor Detektor Silikon Silikon PIN
PINProgram Studi T. Elektro,FT - UHAMKASlide - XISistem Komunikasi
Serat Optik2Syarat Syarat Foto Foto Detektor Detektor1. 1. High
response High response atau atau sensitifitas sensitifitas2. 2.
Noise Noise rendah rendah3. 3. Respon Respon cepat cepat atau atau
bandwidth bandwidth lebar lebar4. 4. Tidak sensitif thd variasi
suhu Tidak sensitif thd variasi suhu5. 5. Kompatibel Kompatibel dgn
dgn fiber fiber6. 6. Murah Murah7. 7. Tahan Tahan lama lamaProgram
Studi T. Elektro,FT - UHAMKASlide - XISistem Komunikasi Serat
Optik3Detektor Detektor foto foto yg yg ada ada1. 1.
Photomultiplier (photocathode + Photomultiplier (photocathode
+multiplier multiplier dlm dlm vacum vacum tube) tube)2. 2.
Pyroelectric Pyroelectric detector ( detector (konversi
konversiphoton photon ke ke panas panas konstanta
konstantadielektrik dielektrik))3. 3. Semiconductor
Semiconductor--based basedphotoconductor photoconductor (pin dan
APD) (pin dan APD)cocok untuk fiber optik. cocok untuk fiber
optik.Program Studi T. Elektro,FT - UHAMKASlide - XISistem
Komunikasi Serat Optik4Detektor Detektor PIN PIN((Konfigurasi
Konfigurasi detektor detektor PIN) PIN)Program Studi T. Elektro,FT
- UHAMKASlide - XISistem Komunikasi Serat Optik5Sirkit Dioda Foto
Pin DiberiTegangan MundurProgram Studi T. Elektro,FT - UHAMKASlide
- XISistem Komunikasi Serat Optik6Diagram Pita Diagram Pita Energi
Energi Dioda Dioda Foto Foto Pin PinPhoton datang memiliki energi
> energi band-gap photonakan memberikan energinya dan
membangkitkan elektron (didepletion region) dr pita valensi ke pita
konduksi photocarrier.Program Studi T. Elektro,FT - UHAMKASlide -
XISistem Komunikasi Serat Optik7Program Studi T. Elektro,FT -
UHAMKASlide - XISistem Komunikasi Serat Optik8Carrier
bermuatanmengalir melalui material, beberapapasangan elektron-hole
berekombinasi dan hilang. Elektronbergerak sejauh Ln sedang hole
bergerak sejauh Lp.Jarak tsb disebut panjang difusi.Waktu yg
dibutuhkan berekombinasi disebut carrierlifetime, elektron selama
tn dan hole selama tp.Dn : koefisien difusi elektronDp : koefisien
difusi holep p p n n nD L D L t t = = atauProgram Studi T.
Elektro,FT - UHAMKASlide - XISistem Komunikasi Serat Optik9Radiasi
Radiasi optis optis yg yg diserap diserap material material
semikonduktor semikonduktor ::Upper wavelength cutoff :Panj gel
cutoff Si sekitar 1,06 m, dan Ge sekitar1,6 m()( )( ) x sejauh
diserap optis Daya :datang. yang optis Daya :gel panjang pd
absorbsi Koefisien :x PPe P x Psxs00) 1 ( ) ( o o =( )( ) eV E
Ehcmg gC24 , 1= = Koefisien Koefisien Absorbsi Absorbsi Sbg Sbg
Fungsi Fungsi Panj Panj Gelombang GelombangProgram Studi T.
Elektro,FT - UHAMKASlide - XISistem Komunikasi Serat
Optik10ContohDioda-foto terbuat dr GaAs, memiliki energiband gap
1,43 eV pd 3000 K.Panjang gel cutoff :atauDioda-foto tidak akan
beroperasi utk photondng panjang gelombang lebih dari 867 nmProgram
Studi T. Elektro,FT - UHAMKASlide - XISistem Komunikasi Serat
Optik11( )( )( )( )meV J x eVs m x s J xEhcgC 869 , 0/ 10 6 , 1 43
, 1/ 10 3 . 10 625 , 6198 34= = =mC 867 , 043 , 124 , 1= =Program
Studi T. Elektro,FT - UHAMKASlide - XISistem Komunikasi Serat
Optik12Jika daerah deplesi memiliki lebar w,maka daya diserap :Jika
memperhatikan reflektifitas permukaandiodafoto Rf, maka arus foto
primer Ip :q : muatan elektronhf : energi photon() ( )wse P w Po =
10( )( )fwpR e PhfqIs =1 10oProgram Studi T. Elektro,FT -
UHAMKASlide - XISistem Komunikasi Serat Optik13Efisiensi Efisiensi
kuantum kuantum ::hf Pq Ip0= =datang photon Jumlahan dibangkitk
yang hole elektron JumlahqResponsivitas Responsivitas
::[A/W]hfqPIpq= = 90Parameter ini sangat berguna
karenamenspesifikasikan arus foto yg dibangkitkan tiapsatuan
daya.Program Studi T. Elektro,FT - UHAMKASlide - XISistem
Komunikasi Serat Optik14Perbandingan responsivitas dan efisiensi
kuantumSbg fungsi panj gelContoh ContohInGaAs InGaAs pd pd panj
panj gel gel 1100 1100 nm nm