Fotodioda z notranjim ojačanjem signala z lavinskim procesom. Lavinske fotodiode so polprevodniški detektorji svetlobe (fotodiode), ki delujejo pri relativno visokih povratnih napetostih (običajno v desetinah ali celo stotinah voltov), včasih le malo pod pragom. V tem območju se nosilci (elektroni in luknje), ki jih vzbujajo absorbcijski fotoni, pospešijo z močnim notranjim električnim poljem in nato ustvarijo sekundarne nosilce, kar se pogosto zgodi v fotopomnoževalnih ceveh. Lavinski proces se zgodi le na razdalji nekaj mikrometrov, fototok pa se lahko večkrat ojača. Zato se lahko lavinske fotodiode uporabljajo kot zelo občutljivi detektorji, ki zahtevajo manj elektronskega ojačanja signala in s tem manj elektronskega šuma. Vendar pa kvantni hrup in hrup ojačevalnika, ki sta del procesa plazov, izničita prej omenjene prednosti. Dodatni šum je mogoče kvantitativno opisati z aditivnim šumom F, ki je faktor, ki označuje povečanje moči elektronskega šuma v primerjavi z idealnim fotodetektorjem. Upoštevati je treba, da sta faktor ojačenja in učinkovita odzivnost APD zelo povezana z vzvratno napetostjo in da so ustrezne vrednosti različnih naprav različne. Zato je običajna praksa, da se opredeli območje napetosti, v katerem vse naprave dosežejo določeno odzivnost. Pasovna širina zaznavanja lavinskih diod je lahko zelo visoka, predvsem zaradi njihove visoke občutljivosti, kar omogoča uporabo manjših shuntnih uporov kot pri običajnih fotodiodah. Na splošno, ko je pasovna širina zaznavanja visoka, so značilnosti hrupa APD boljše od navadne fotodiode PIN, ko pa je pasovna širina zaznavanja nižja, fotodioda PIN in nizkošumni ozkopasovni ojačevalnik delujeta bolje. Višji kot je ojačevalni faktor, višji je dodatni šum, ki ga dobimo s povečanjem povratne napetosti. Zato je obratna napetost običajno izbrana tako, da je šum procesa množenja približno enak šumu elektronskega ojačevalnika, saj bo to zmanjšalo skupni šum. Velikost dodatnega šuma je povezana s številnimi dejavniki: velikostjo povratne napetosti, lastnostmi materiala (zlasti razmerjem ionizacijskega koeficienta) in zasnovo naprave. Lavinske diode na osnovi silicija so bolj občutljive v območju valovnih dolžin 450-1000 nm (včasih lahko dosežejo 1100 nm), največja odzivnost pa je v območju 600-800 nm, kar pomeni, da je valovna dolžina v tem območju valovnih dolžin nekoliko nižja. manjša kot pri Si p-i-n diodah. Množilni faktor (imenovan tudi ojačanje) Si APD-jev se giblje med 50 in 1000, odvisno od zasnove naprave in uporabljene povratne napetosti. Za daljše valovne dolžine potrebujejo APD materiale iz germanija ali indij-galijevega arzenida. Imajo manjše množilne faktorje toka, med 10 in 40. InGaAs APD-ji so dražji od Ge APD-jev, vendar imajo boljše lastnosti hrupa in večjo pasovno širino zaznavanja. Tipične uporabe lavinskih fotodiod vključujejo sprejemnike v komunikacijah z optičnimi vlakni, določanje razdalje, slikanje, visokohitrostne laserske skenerje, laserske mikroskope in optično reflektometrijo v časovni domeni (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
