توضیحات
شبیه سازی مقاله آشکارساز نوری مبتنی بر گرافن با متلب
گزارش شبیه سازی آشکارساز نوری گرافنی
آشکارساز ها بخش مهمی از قطعات صنعتی هستند که عملکرد آنها تحت الشعاع نوع ماده تشکیل دهنده آن ها است رایجترین این مواد سیلیکون است که خود این ماده ویژگی های آن را نظیر راندمان، مشخصه ولتاژ-جریان و ولتاژ گذردهی را تعیین می کند. اما در سالیان اخیر و با پیشرفت تکنولوژی، ساختارهای گرافنی وارد این عرصه شده اند و در دیودها و ترانزیستورها مورد استفاده قرار گرفته اند.
در این شبیه سازی دیودشاتکی از نوع نانوگرافن-سیلیکونی مورد بررسی قرار گرفته و تحت تابش با طول موج های مختلف قرار می گیرد. در ادامه به بررسی دیود شاتکی و سپس ارائه مشخصات اصلی دیود شاتکی پرداخته و در انتها به شبیه سازی مدار مربوطه در نرم افزار متلب صورت می گیرد.
دیود شاتکی
مهمترین ویژگیهای فیزیکی دیودهای شاتکی، سرعت سوئیچینگ بالا و افت ولتاژ کم آنها است. معمولاً افت ولتاژ بین دو پایه دیود زمانی وجود دارد که جریان از آن بگذرد. افت ولتاژ دیود شاتکی معمولاً بین 0.15 تا 045 ولت می باشد در حالی که این مقدار برای دیودهای عادی، پیوند PN، بین 0.6 تا 1.7 ولت است. برای داشتن بازده بهتر در خروجی، افت ولتاژ باید کم باشد. وقتی ولتاژ به دیود اعمال شود، جریان در جهت مستقیم از آن میگذرد. با عبور این جریان از دیود، یک افت ولتاژ مینیمم در دو سر دیود به وجود میآید.
بایاس مستقیم دیود شاتکی
وقتی ترمینال مثبت منبع را به فلز و ترمینال منفی آن را به نیمههای نوع N وصل می شود، دیود در حالت بایاس مستقیم قرار گرفته و در بایاس مستقیم، الکترونهای بیشتری در فلز و رسانا شکل میگیرند.
مشخصه V-I دیود سد شاتکی
مشخصه ولتاژ – جریان دیود شاتکی، در شکل زیر نشان داده شده است. در نمودار شکل زیر، محور افقی، ولتاژ اعمالی به دیود و محور عمودی، جریان گذرنده از آن را نشان میدهد. همانطور که میبینیم، این مشخصه، تقریباً شبیه مشخصه دیود پیوند PN است. پروژه برق
جریان تاریک
جریان تاریک، جریانی در فتودیود است که در عدم حضور نور و هنگام کار در مد هادی نور تولید میشود. جریان تاریک شامل جریان نوری تولید شده به وسیله تشعشعات پسزمینه و جریان اشباع دیود نیمهرسانا است. اگر فتودیود برای ساخت اندازه گیر دقیق توان نوری مورد استفاده قرار میگیرد، جریان تاریک باید بعد از کالیبراسیون محاسبه شود.
منحنی مشخصه جریان-ولتاژ
یک فتودیود معمولا در مد بایاس معکوس عمل میکند. منحنی مشخصه جریان-ولتاژ فتودیود در شکل زیر نشان داده شده است. بر اساس این نمودار، جریان نوری تقریبا مستقل از ولتاژ بایاس معکوس اعمالی است. برای روشنایی صفر لوکس، جریان نوری جز برای جریان تاریک کوچک تقریبا برابر با صفر است. این مقدار تقریبا در مرتبه نانو آمپر است. هرچه توان نوری بالاتر رود، جریان نوری نیز به صورت خطی بالا میرود.
تعیین پارامترهای شبیه سازی
جهت شبیه سازی لازم است که پارامترهای الکتریکی مورد نیاز بدست آید. با توجه به مقاله مورد نظر و طراحی مبتنی بر نانوگرافن شاخص هایی به شرح زیر ارائه گردیده است.
مقدار پاسخدهی (R )
با استفاده از رابطه زیر مقدار R محاسبه می شود. این مقدار وابسته به دو پارامتر جریان نوری تولید شده و توان رسیده به سطح آشکارساز است طبیعتا وابسته ب ساختار دیود طراحی شده می باشد که این مقدار در طول موج های مختلف بین چند هزارم تا حدودا 10mA/w می باشد. مقادیر دقیق آن در جدول 1 آورده شده است. انجام پروژه شبیه سازی
شبیه سازی
شبیه سازی انجام شده در نم افزار متلب در شکل 2 نشان داده شده است. اطلاعات قرار داده شده اطلاعات مربوطه به نمونه 2 در جدول 1 می باشد که در آن D=0.23*1010، R=2.8-9.9 می باشد.
در این شبیه سازی از یک دیود نوری استفاده شده که امکان اعمال تغییرات مورد نظر همچون مقدار آشکارکنندگی آشکارساز، جریان تاریک و.. را داشته باشد. شکل 3 منحنی های جریان دیود و جریان تاریک را در کنار یکدیگر نشان می دهد. همانطور که مشاهده می شود فاصله بین دو منحنی در حدود 50 نانوآمپر می باشد.
شبیه سازی مقاله آشکارساز نوری مبتنی بر گرافن با متلب توسط کارشناسان گروه ۱.۲.۳ پروژه پیاده سازی گردیده و به تعداد محدودی قابل فروش می باشد.
- فایلهای پروژه به صورت کامل پس از خرید فایل بلافاصله در اختیار شما قرار خواهد گرفت.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.