امروزه سنسورهای نوری در تمام زمینه‌های صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد و به همین دلیل به صورت یک شاخه تخصصی از الکترونیک مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است . به طور کلی سنسورهای نوری از یک اتصال p-n تشکیل شده‌اند که به طور معکوس بایاس می‌شوند و نحوه کار آن بدین ترتیب است که هنگام تابش نور بر سطح شفاف یک دیود سنسور نوری که به طور معکوس بایاس شده است ، علاوه بر جریان اشباع معکوس ، بر اثر تابش نور، جفت الکترون و حفره تولید شده، تحت میدان الکتریکی اعمالی به کنتاکتها رانده شده، خود منشا جریان خواهد شد. از عوامل افزایش حساسیت و راندمان سنسور نوری می‌توان الف - افزایش سطح دیود و ب - افزایش ناحیه تهی را نام برد. همچنین به منظور افزایش راندمان، استفاده از وضعیت pin دیودها مرسوم است . pin دیودها از یک لایه نیمه هادی ذاتی با ضخامت زیاد بین ناحیه n و p استفاده می‌شود که تحت بایاس معکوس ، ناحیه نیمه هادی ذاتی، خالی از بار می‌شود و در نتیجه راندمان سنسور افزایش می‌یابد. در همین راستا و به منظور افزایش حساسیت و راندمان سنسور نوری وضعیت خاصی از یک سنسور نوری که در سنسور سرعت‌سنج کاربرد دارد در این پایان‌نامه مورد بررسی قرار گرفته است . سنسور از یک دیود LED با نور قرمز و یک دیود مرجع و یک دیود سنسور نوری که در داخل ماسک قرار گرفته‌اند تشکیل شده‌اند که در شکل (1-1) نشان داده شده است . دیود مرجع یک دیود ساده با سطح 1mm x 1.2mm و سطحی شفاف با یک کنتاکت کوچک می‌باشد که در یک ماسک کدر به دور از تابش نور LED قرار دارد و دیود سنسور نوری با همان سطح دیود مرجع می‌باشد با این اختلاف که بر سطح سنسور نوارهای باریک آلومینیمی به واسطه دی‌اکسید با ضخامت 0/3um و با ولتاژ -3v منظور شده است و یک ماسک پنجره‌ای بر روی دیود سنسور نوری قرار دارد که در حالت بدون شتاب مانع از رسیدن نور LED بر سطح آن می‌شود. در حالت بدون شتاب جریان دیود مرجع و دیود سنسور یکسان است و حساسیت سنسور نیز به یکسان بودن جریان بدون نور دیود مرجع و دیود سنسور بستگی دارد. در وضعیت شتابدار، ماسک دیود سنسور نوری به تناسب شتاب می‌لغزد و مقداری نور بر سطح دیود سنسور نوری می‌رسد و تولید جفت الکترون و حفره شده و منشا جریانی می‌شود که اختلاف دیود مرجع و دیود سنسور نوری همین جریان خواهد بود. این جریان پس از تقویت و انتگرالگیری، شتاب سیستم را آشکار می‌کند. عامل افزایش راندمان سنسور نوری، نوارهای آلومینیمی است که به واسطه دی‌اکسید بر سطح دیود سنسور نوری قرار دارند. نوارهای آلومینیمی می‌توانند هم بر روی ناحیه تهی تاثیر داشته باشند (که باعث افزایش راندمان می‌شود) و هم می‌توانند بر روی جریان اشباع معکوس بدون نور تاثیر داشته باشند (که باعث کاهش حساسیت سنسور نوری می‌شود). هدف این پایان‌نامه بررسی تاثیر نوارهای آلومینیمی بر روی پایداری جریان اشباع معکوس در حالت بدون نور و افزایش ناحیه تهی می‌باشد. بررسی‌ها توسط شبیه‌سازی انجام شده است . شبیه‌سازی توسط حل معادلات اساسی حاکم بر نیمه‌هادیها که غیرخطی هستند انجام می‌شود و به دو مرحله تقسیم می‌شود: الف - مرحله گسسته‌سازی معادلات اساسی ب - مرحله حل عددی معادلات گسسته شده. به منظور گسسته‌سازی معادلات اساسی از روش تفاضلات محدود و در مرحله حل عددی معادلات گسسته شده از روش تکرارهای گامل با معرفی یک روش جدید در بهبود این یروش استفاده شده است . ترتیب ارائه مطالب در پایان‌نامه به این صورت است که در فصل اول، مقدمه‌ای در مورد سنسور نوری ارائه شده است ، در فصل دوم معادلات اساسی نیمه‌هادیها معرفی شده‌اند، در فصل سوم روش گسسته‌سازی معادلات اساسی نیمه‌هادیها آمده است ، در فصل چهارم روش کامپیوتری و در فصل پنجم نتیجه‌گیری و پیشنهادات ارائه شده است
