Fotodióda belső jelerősítéssel lavina eljárással. A lavina fotodiódák olyan félvezető fénydetektorok (fotodiódák), amelyek viszonylag magas fordított feszültségen (általában tíz vagy akár több száz voltos) működnek, néha csak valamivel a küszöbérték alatt. Ebben a tartományban az elnyelő fotonok által gerjesztett hordozók (elektronok és lyukak) erős belső elektromos tér hatására felgyorsulnak, majd másodlagos hordozókat generálnak, ami gyakran előfordul a fotosokszorozó csövekben. A lavinafolyamat csak néhány mikrométeres távolságon megy végbe, és a fotoáram sokszorosára erősíthető. Ezért a lavina fotodiódák nagyon érzékeny detektorokként használhatók, kevesebb elektronikus jelerősítést és ezáltal kisebb elektronikus zajt igényelnek. A lavinafolyamatban rejlő kvantumzaj és erősítőzaj azonban tagadja a korábban említett előnyöket. Az additív zaj mennyiségileg leírható az F additív zajszámmal, amely egy olyan tényező, amely az elektronikus zajteljesítmény növekedését jellemzi egy ideális fotodetektorhoz képest. Meg kell jegyezni, hogy az APD erősítési tényezője és effektív válaszkészsége nagyon összefügg a fordított feszültséggel, és a különböző eszközök megfelelő értékei eltérőek. Ezért bevett gyakorlat egy olyan feszültségtartomány jellemzése, amelyben minden eszköz elér egy bizonyos érzékenységet. A lavinadiódák érzékelési sávszélessége nagyon nagy lehet, elsősorban nagy érzékenységük miatt, ami lehetővé teszi a normál fotodiódáknál kisebb söntellenállások használatát. Általánosságban elmondható, hogy ha az érzékelési sávszélesség nagy, az APD zajjellemzői jobbak, mint a hagyományos PIN-fényképdióda, majd ha az észlelési sávszélesség alacsonyabb, a PIN-fényképdióda és az alacsony zajszintű keskenysávú erősítő jobban teljesít. Minél nagyobb az erősítési tényező, annál nagyobb a járulékos zajérték, amelyet a fordított feszültség növelésével kapunk. Ezért a fordított feszültséget általában úgy választják meg, hogy a szorzási folyamat zaja megközelítőleg egyenlő legyen az elektronikus erősítő zajával, mivel ez minimálisra csökkenti az általános zajt. Az additív zaj nagysága sok tényezőtől függ: a fordított feszültség nagyságától, az anyag tulajdonságaitól (különösen az ionizációs együttható arányától) és a készülék kialakításától. A szilícium alapú lavinadiódák érzékenyebbek a 450-1000 nm-es hullámhossz-tartományban (néha elérheti az 1100 nm-t is), a legnagyobb válaszadó pedig a 600-800 nm-es tartományban van, vagyis ebben a hullámhossz-tartományban a hullámhossz enyhe. kisebb, mint a Si p-i-n diódáké. A Si APD-k szorzótényezője (más néven nyereség) 50 és 1000 között változik az eszköz kialakításától és az alkalmazott fordított feszültségtől függően. Hosszabb hullámhossz esetén az APD-k germánium- vagy indium-gallium-arzenid anyagokat igényelnek. Kisebb áramszorzótényezővel rendelkeznek, 10 és 40 között. Az InGaAs APD-k drágábbak, mint a Ge APD-k, de jobb zajjellemzőkkel és nagyobb észlelési sávszélességgel rendelkeznek. A lavina fotodiódák tipikus alkalmazásai közé tartoznak a száloptikai kommunikációban használt vevők, a távolságmeghatározás, a képalkotás, a nagy sebességű lézerszkennerek, a lézermikroszkópok és az optikai időtartomány reflektometria (OTDR).
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
