Fotodióda s interným zosilnením signálu lavínovým procesom. Lavínové fotodiódy sú polovodičové svetelné detektory (fotodiódy), ktoré pracujú pri relatívne vysokých spätných napätiach (zvyčajne v desiatkach alebo dokonca stovkách voltov), niekedy len mierne pod prahovou hodnotou. V tomto rozsahu sú nosiče (elektróny a diery) excitované absorbujúcimi fotónmi urýchľované silným vnútorným elektrickým poľom a potom vytvárajú sekundárne nosiče, čo sa často stáva v elektrónkach fotonásobiča. Lavínový proces prebieha len na vzdialenosť niekoľkých mikrometrov a fotoprúd môže byť mnohokrát zosilnený. Preto môžu byť lavínové fotodiódy použité ako veľmi citlivé detektory, vyžadujúce menšie elektronické zosilnenie signálu a tým aj menší elektronický šum. Kvantový šum a šum zosilňovača, ktorý je súčasťou lavínového procesu, však negujú vyššie uvedené výhody. Aditívny šum môže byť kvantitatívne opísaný aditívnym šumovým číslom F, čo je faktor, ktorý charakterizuje zvýšenie výkonu elektronického šumu v porovnaní s ideálnym fotodetektorom. Treba poznamenať, že faktor zosilnenia a efektívna odozva APD veľmi súvisia s reverzným napätím a zodpovedajúce hodnoty rôznych zariadení sa líšia. Preto je bežnou praxou charakterizovať rozsah napätia, v ktorom všetky zariadenia dosahujú určitú odozvu. Detekčná šírka pásma lavínových diód môže byť veľmi vysoká, hlavne kvôli ich vysokej citlivosti, čo umožňuje použitie menších bočníkových rezistorov ako u bežných fotodiód. Všeobecne povedané, keď je šírka pásma detekcie vysoká, šumové charakteristiky APD sú lepšie ako obyčajná PIN fotodióda, a keď je šírka pásma detekcie nižšia, PIN fotodióda a nízkošumový úzkopásmový zosilňovač fungujú lepšie. Čím vyšší je faktor zosilnenia, tým vyššie je dodatočné šumové číslo, ktoré sa získa zvýšením spätného napätia. Preto sa spätné napätie zvyčajne volí tak, aby bol proces násobenia šumu približne rovnaký ako šum elektronického zosilňovača, pretože to minimalizuje celkový šum. Veľkosť aditívneho šumu súvisí s mnohými faktormi: veľkosťou spätného napätia, materiálovými vlastnosťami (najmä pomerom ionizačného koeficientu) a konštrukciou zariadenia. Lavínové diódy na báze kremíka sú citlivejšie v oblasti vlnových dĺžok 450-1000 nm (niekedy môžu dosiahnuť 1100 nm) a najvyššia odozva je v rozsahu 600-800 nm, to znamená, že vlnová dĺžka v tejto oblasti vlnových dĺžok je mierne menšie ako Si p-i-n diódy. Multiplikačný faktor (nazývaný aj zisk) Si APD sa pohybuje medzi 50 a 1000 v závislosti od konštrukcie zariadenia a použitého spätného napätia. Pre dlhšie vlnové dĺžky vyžadujú APD materiály arzenid germánia alebo india a gália. Majú menšie prúdové multiplikačné faktory, medzi 10 a 40. InGaAs APD sú drahšie ako Ge APD, ale majú lepšie šumové charakteristiky a vyššiu šírku pásma detekcie. Typické aplikácie lavínových fotodiód zahŕňajú prijímače v komunikáciách s optickými vláknami, meranie vzdialenosti, zobrazovanie, vysokorýchlostné laserové skenery, laserové mikroskopy a reflektometriu v optickej časovej doméne (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
