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NTIS 바로가기한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics, v.22 no.1, 2011년, pp.35 - 39
구유림 (홍익대학교 전자정보통신공학과) , 김종대 (홍익대학교 전자정보통신공학과) , 이종창 (홍익대학교 전자정보통신공학과)
The PSPICE equivalent circuit elements of a 1550 nm InGaAsP laser diode were derived by using multi-level rate equations. The device parameters were extracted by using a self-consistent numerical method for the optical gain properties of the MQW active regions. The resulting equivalent circuit model...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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레이저 다이오드의 특징은 어떠한가? | 특히 광통신용 광원으로서의 레이저 다이오드는 장거리 광통신뿐만 아니라 차세대 광중계기, FTTH 등의 가입자 망, 차량용 지능형 교통망, 유비쿼터스 센서네트워크 등에도 활용되고 있다[1]. 그러나 레이저 다이오드는 통상적인 다이오드와는 달리 전류주입량이 늘어날 경우 발광으로 인하여 전류전압 특성이 달라지며, 특히 스위칭 속도가 증가할수록 현저한 차이를 나타낸다. 현재 산업계에서 보편적으로 활용하고 있는 회로 설계 툴인 PSPICE 혹은 Cadence CAD 툴에는 이러한 특성을 효율적으로 반영하는 레이저 다이오드 용 라이브러리가 보급되지 못하고 있는 실정이다. | |
PSPICE 용 등가회로 모델의 특징은? | 본 논문에서는 레이저 다이오드의 이러한 발광특성을 원리적이고 효율적으로 고려하여 주입전류 레벨에 따라 변화되는 레이저 다이오드의 PSPICE 용 등가회로 모델을 개발하였다[2-7]. 본 논문에서 제안된 방법의 특징은 다층 비율방정식으로부터 직접 유도한 회로모델을 사용함으로써 레이저 다이오드의 동작특성을 완벽하게 반영할 수 있으며, 아울러 비율방정식에 필요한 파라미터 역시 다층 양자우물의 광이득 특성을 자기충족법으로 해석하여 도출해냄으로써 보다 실제적으로 양자우물구조에 따른 레이저 특성의 변화를 실제 회로에 반영할 수 있다는 점이다[8]. 이 방법을 통하여 1550 nm InGaAsP 레이저 다이오드의 등가회로 모델을 구현하였고, 이를 바탕으로 하여 드라이버 IC 및 레이저 다이오드를 포함하는 광송신기 전체 회로를 PSPICE를 이용하여 구현하였다. | |
레이저 다이오드의 활용 범위는 어떠한가? | 최근 반도체 발광소자 기술은 빠르게 발달 되고 있다. 특히 광통신용 광원으로서의 레이저 다이오드는 장거리 광통신뿐만 아니라 차세대 광중계기, FTTH 등의 가입자 망, 차량용 지능형 교통망, 유비쿼터스 센서네트워크 등에도 활용되고 있다[1]. 그러나 레이저 다이오드는 통상적인 다이오드와는 달리 전류주입량이 늘어날 경우 발광으로 인하여 전류전압 특성이 달라지며, 특히 스위칭 속도가 증가할수록 현저한 차이를 나타낸다. |
J. I. Shim, J. C. Yi, and J. Kim, Fundamentals of Modern Seemiconductor Light Emitting Devices (Books Hill, Seoul, Korea, 2008), Chapter 3.
M. Morishita, T. Ohmi, and J. Nishizawa, “Impedance characteristics of double hetero structure laser diodes,” Solid State Electronics 22, 951-962 (1979).
J. Katz, S. Margalit, C. Harder, D. Wilt, and A. Yariv, “The intrinsic electrical equivalent circuit of a laser diode,” IEEE J. Quantum Electronics 17, 4-7 (1981).
D. McDonald and R. F. O'Dowd, “Comparison of two-and three-level rate equations in the modeling of quantum-well lasers,” IEEE J. Quantum Electronics 31, 1927-1934 (1995).
B. P. C. Tsou and D. L. Pulfrey, “A versatile SPICE model for quantum-well lasers,” IEEE J. Quantum Electron. 33, 246-254 (1997).
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