KR20170019985A - 저온에서의 apd 보호 방법 - Google Patents

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KR20170019985A
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윤병돈
조성재
이동훈
조동진
김재우
신상문
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(주) 에이알텍
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Abstract

본 발명은 저온에서 항복 전압의 변화에 따른 APD 손상을 방지하는 방법에 관한 것으로, 현재온도와 제1 저온 임계값을 비교하여, 현재온도가 낮은 경우에 제2 저온 임계값과 다시 비교하여, 현재온도가 높은 경우에 vapd에 제1 보상값을 더하고, 낮은 경우에는 제2 보상값을 더하는 단계를 수행한다. 따라서 모듈의 온도가 변화하는 조건에서 최적의 수신감도를 유지할 수 있으며, 저온 조건에서 항복 전압의 변화로 인한 APD의 손상을 방지하여 APD를 보호할 수 있다.

Description

저온에서의 APD 보호 방법{Method for Protecting APD under Low Temperature}
본 발명은 ROSA 구성부품 중 APD를 보호하는 방법에 관한 것으로, 특히 저온에서 항복 전압의 변화에 따른 APD 손상을 방지하는 방법에 관한 것이다.
광 송수신기는 광통신 송신모듈인 TOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly)와 광통신 수신모듈인 ROSA(receiver Optical Sub-Assembly)로 구성된다. 이 중에서 ROSA의 경우 저온 환경에서 항복 전압이 낮아짐으로써 제조시 APD 바이어스 전압이 항복 전압에 비하여 높게 됨으로써 ROSA의 구성부품 중에서 광신호를 전기 신호로 변환하는 수광소자인 APD(avalanche photodiode)가 손상을 입는 경우가 많이 발생한다.
본 발명은 광 송수신기의 운용 중 수신단 부품인 ROSA를 구성하는 APD가 저온 조건에서 항복 전압의 변화에 의한 APD의 손상 방지 및 최상의 수신감도를 유지하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 현재온도와 제1 저온 임계값을 비교하여, 현재온도가 낮은 경우에 제2 저온 임계값과 다시 비교하여, 현재온도가 높은 경우에 vapd에 제1 보상값을 더하고, 낮은 경우에는 제2 보상값을 더하는 단계를 수행한다.
모듈의 온도가 변화하는 조건에서 최적의 수신감도를 유지할 수 있으며, 저온 조건에서 항복 전압의 변화로 인한 APD의 손상을 방지하여 APD를 보호할 수 있다. 또한, 구성된 하드웨어 수정 없이 펌웨어로 구현할 수 있어 생산단가의 상승 없이 수신감도를 유지하면서 APD를 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 저온에서의 APD 보호 방법을 나타내는 흐름도이다.
APD는 온도의 변화에 따라 항복 전압(Breakdown Voltage)인 Vbr이 고온일 때 상승하고 저온일 때 낮아지는 특성이 있다.
APD 바이어스 전압인 VAPD가 고정되어 있는 조건에서 Vbr이 저온에서 낮아지게 되면 VAPD > Vbr인 조건이 발생할 수 있다. 이 조건에서는 APD가 영구적인 손상을 입을 수 있기 때문에 APD는 온도에 따라 변화시켜야 한다.
최상의 수신감도를 나타내는 지점은 Vbr의 약 90% 지점이며 광송수신 모듈의 제조시 APD 바이어스 전압인 VAPD를 최상의 수신감도 지점인 90% Vbr(이하 0.9Vbr, @25°C)에 설정한다.
온도에 대한 Vbr의 변화량은 다음의 수식으로 표현한다.
Figure pat00001
여기에서,
Figure pat00002
는 APD 온도변화 상수, T는 온도이다.
최적의 수신감도 지점을
Figure pat00003
라 하면,
Figure pat00004
가 된다.
고온일 때
Figure pat00005
는 온도에 따라 상승하며, 저온일 때는 온도에 따라 낮아진다.
따라서 광송수신기 내부의 MCU에 내장형 온도 센서나 혹은 IC류의 온도센서를 이용하여 모듈 운용 중 실시간으로 온도를 감시하고 온도의 변화에 따라
Figure pat00006
를 조절하면 최적의 수신감도를 유지하며 APD의 파손을 방지할 수 있다.
구체적으로, 도 1을 참조하면, 본 발명은 현재온도와 제1 저온 임계값을 비교하여, 현재온도가 낮은 경우에 제2 저온 임계값과 다시 비교하여, 현재온도가 높은 경우에 vapd에 제1 보상값을 더하고, 낮은 경우에는 제2 보상값을 더하는 단계를 수행한다.

Claims (2)

  1. a) 광송수신기 내부에 내장된 온도 센서를 이용하여 실시간으로 현재 온도를 검출하는 단계; 및
    b) 상기 검출된 현재 온도를 저온 임계값 1과 비교하여, 저온 임계값 1보다 작지 않으면 상기 a) 단계를 반복 수행하고, 저온 임계값 1보다 작은 경우에는 저온 임계값 2와 비교하여, 저온 임계값 2보다 작은 경우 보상값 2로 보상하고, 저온 임계값 2보다 작지 않으면 보상값 1로 보상한 후에 상기 a) 단계를 반복 수행하는 단계;
    를 포함하는, 저온에서 항복 전압의 변화에 따른 APD 손상 방지 및 감도 유지 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 b) 단계에서, 상기 저온 임계값 1, 보상값 1, 및 보상값 2는 최적의 수신감도가 아래의 수식으로 표현되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 저온에서 항복 전압의 변화에 따른 APD 손상 방지 및 감도 유지 방법.
    VOPT = 0.9Vbr + ΔV, 여기에서 ΔV = ΔT * Vc이고, Vc는 APD의 온도변화 상수, T는 온도이다.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109342848A (zh) * 2018-09-29 2019-02-15 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 用于调度自动化主站的雪崩测试方法、系统及终端设备
CN112802921A (zh) * 2020-12-29 2021-05-14 西南技术物理研究所 一种提高硅apd制结工艺精度的方法

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