مروزه سنسورهاي نوري در تمام زمينههاي صنعت مورد استفاده قرار ميگيرد و به همين دليل به صورت يک شاخه تخصصي از الکترونيک مورد تحقيق و بررسي قرار گرفته است . به طور کلي سنسورهاي نوري از يک اتصال p-n تشکيل شدهاند که به طور معکوس باياس ميشوند و نحوه کار آن بدين ترتيب است که هنگام تابش نور بر سطح شفاف يک ديود سنسور نوري که به طور معکوس باياس شده است ، علاوه بر جريان اشباع معکوس ، بر اثر تابش نور، جفت الکترون و حفره توليد شده، تحت ميدان الکتريکي اعمالي به کنتاکتها رانده شده، خود منشا جريان خواهد شد. از عوامل افزايش حساسيت و راندمان سنسور نوري ميتوان الف - افزايش سطح ديود و ب - افزايش ناحيه تهي را نام برد. همچنين به منظور افزايش راندمان، استفاده از وضعيت pin ديودها مرسوم است . pin ديودها از يک لايه نيمه هادي ذاتي با ضخامت زياد بين ناحيه n و p استفاده ميشود که تحت باياس معکوس ، ناحيه نيمه هادي ذاتي، خالي از بار ميشود و در نتيجه راندمان سنسور افزايش مييابد. در همين راستا و به منظور افزايش حساسيت و راندمان سنسور نوري وضعيت خاصي از يک سنسور نوري که در سنسور سرعتسنج کاربرد دارد در اين پاياننامه مورد بررسي قرار گرفته است . سنسور از يک ديود LED با نور قرمز و يک ديود مرجع و يک ديود سنسور نوري که در داخل ماسک قرار گرفتهاند تشکيل شدهاند که در شکل (1-1) نشان داده شده است . ديود مرجع يک ديود ساده با سطح 1mm x 1.2mm و سطحي شفاف با يک کنتاکت کوچک ميباشد که در يک ماسک کدر به دور از تابش نور LED قرار دارد و ديود سنسور نوري با همان سطح ديود مرجع ميباشد با اين اختلاف که بر سطح سنسور نوارهاي باريک آلومينيمي به واسطه دياکسيد با ضخامت 0/3um و با ولتاژ -3v منظور شده است و يک ماسک پنجرهاي بر روي ديود سنسور نوري قرار دارد که در حالت بدون شتاب مانع از رسيدن نور LED بر سطح آن ميشود. در حالت بدون شتاب جريان ديود مرجع و ديود سنسور يکسان است و حساسيت سنسور نيز به يکسان بودن جريان بدون نور ديود مرجع و ديود سنسور بستگي دارد. در وضعيت شتابدار، ماسک ديود سنسور نوري به تناسب شتاب ميلغزد و مقداري نور بر سطح ديود سنسور نوري ميرسد و توليد جفت الکترون و حفره شده و منشا جرياني ميشود که اختلاف ديود مرجع و ديود سنسور نوري همين جريان خواهد بود. اين جريان پس از تقويت و انتگرالگيري، شتاب سيستم را آشکار ميکند. عامل افزايش راندمان سنسور نوري، نوارهاي آلومينيمي است که به واسطه دياکسيد بر سطح ديود سنسور نوري قرار دارند. نوارهاي آلومينيمي ميتوانند هم بر روي ناحيه تهي تاثير داشته باشند (که باعث افزايش راندمان ميشود) و هم ميتوانند بر روي جريان اشباع معکوس بدون نور تاثير داشته باشند (که باعث کاهش حساسيت سنسور نوري ميشود). هدف اين پاياننامه بررسي تاثير نوارهاي آلومينيمي بر روي پايداري جريان اشباع معکوس در حالت بدون نور و افزايش ناحيه تهي ميباشد. بررسيها توسط شبيهسازي انجام شده است . شبيهسازي توسط حل معادلات اساسي حاکم بر نيمههاديها که غيرخطي هستند انجام ميشود و به دو مرحله تقسيم ميشود: الف - مرحله گسستهسازي معادلات اساسي ب - مرحله حل عددي معادلات گسسته شده. به منظور گسستهسازي معادلات اساسي از روش تفاضلات محدود و در مرحله حل عددي معادلات گسسته شده از روش تکرارهاي گامل با معرفي يک روش جديد در بهبود اين يروش استفاده شده است . ترتيب ارائه مطالب در پاياننامه به اين صورت است که در فصل اول، مقدمهاي در مورد سنسور نوري ارائه شده است ، در فصل دوم معادلات اساسي نيمههاديها معرفي شدهاند، در فصل سوم روش گسستهسازي معادلات اساسي نيمههاديها آمده است ، در فصل چهارم روش کامپيوتري و در فصل پنجم نتيجهگيري و پيشنهادات ارائه شده است .
