DWD 반도체 이야기

4.15.0 광 다이오드 > 다이오드 빛이 조명되면 역방향 전류가 흐르고 그 전류는 빛에 세기에 비례한다. > 이렇게 발생한 역방향 전류로 빛을 검출하는 데 사용할 수 있다. > 이런 소자를 광다이오드(Photodiode)라고 한다. > 이런 역방향 전류가 에벌런치 항복 전압 근처까지 바이어스 되면 광이 생성한 캐리어들이 공핍층을 통과하여 충돌에 의한 이완화가 증폭된다. > 즉, 작은 세기의 광에 의해 전류가 민감하게 반응한다. > 이런 민감도 높은 현상을 이용한 소자는 애벌런치 광 다이오드라고 한다. Reference -. Chenming Calvin Hu, Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits, PEARSON(2013)

4.14.3  다이오드 레이저 응용 > 빨간색 다이오드 레이저는 CD와 DVD 리더에 사용된다. > 플라스틱 디스크에 새겨져 있는 형태를 레이저 빔을 쏴서 반사된 광으로 데이터를 읽는다. > 청색 다이오드 레이저는 빛의 파장이 더 짧기 때문에 더 작은 초점을 맞출 수 있다. > Blu Ray 리더에는 청색 다이오가 사용된다. > 광섬유 통신에도 다이오드 레이저가 사용된다. > 광섬유는 매우 가늘고 빛에 매우 투명하게 만들어진 석영 섬유이다. > 광섬유의 투명도는 1.55um 파장에서 최대이다. > 레이저 다이오드의 전류를 가변하여 특정 파장의 레이저를 발생 시킬 수 있다. > 이렇게 발생된 레이저 광 펄스는 그 세기가 절반이 될 때 까지 광섬유를 통하여 10km 진행할 수 있다. > 일정 거리마다 광..

4.14.2 광 피드백 > 레이저는 광 발진기이다. > 광증폭 이외에 레이저는 광 피드백을 필요로 한다. > 광 피드백을 제공하기 위해서는 PN 접합 수직이 되도록 쪼개거나 연마하면 된다. > PN 접합에서 발생한 광이 반도체-공기 경계면에서 일부분 반사되어 다시 PN 접합에 돌아와 광이 증폭되는 피드백을 수행한다. > 발진기 조건은 순 왕복 이득이 1보다 크거나 같으면 된다. (R1 x R2 x G >= 1) > R1, R2 는 PN 접합 양 끝의 반사율이고 G는 한 끝에서 다른 끝으로 갔다가 다시 돌아오는 광 이득이다. > 피드백을 통해 광 세기가 증가하며 외부 회로에서 주입된 캐리어들이 다 소비될 때 까지 증가하고 이 일부가 끝 반사경으로 통해 밖으로 방출된다. > 종종 다이오드 레이저는 특정 파..

4.14.0 다이오드 레이저 > 레이저는 가스와 유리에 이르기까지 여러 재료들로 만들 수 있다. > 가스 내에서 전기 방전을 일으키거나 강한 빛을 주사하는 방법이 사용된다. > 다이오드 전류에 의해 전력이 공급되는 다이오드 레이저는 가장 작고 저렴한 레이저이다. > LED와 마찬가지로 직접 갭 반도체를 사용한다. 4.14.1 광증폭 > 레이저 동작은 광 증폭을 필요로 한다. > 다이오드에 광자가 가해지면 전자 정공 쌍을 생성한다. > 전자가 전도 대역에서 가전자 대역으로 떨어질 때 광자가 랜덤 한 방향으로 방출된다. > 이것을 자발적 방출이라고 한다. > 적절한 에너지를 갖는 광자가 입사하면 전도 대역의 전자를 자극하여 두 번째 광자를 방출할 수 있다. > 이것을 유도 방출이라고 부른다. > 일반적인 레..