Фотодиод с вътрешно усилване на сигнала чрез лавинен процес. Лавинните фотодиоди са полупроводникови светлинни детектори (фотодиоди), които работят при относително високи обратни напрежения (обикновено в десетки или дори стотици волта), понякога само малко под прага. В този диапазон носителите (електрони и дупки), възбудени от абсорбиращите фотони, се ускоряват от силно вътрешно електрическо поле и след това генерират вторични носители, което често се случва във фотоумножителните тръби. Лавинният процес протича само на разстояние от няколко микрометра и фототокът може да се усили многократно. Следователно лавинните фотодиоди могат да се използват като много чувствителни детектори, изискващи по-малко електронно усилване на сигнала и следователно по-малко електронен шум. Въпреки това, квантовият шум и шумът на усилвателя, присъщи на лавинообразния процес, отричат споменатите по-горе предимства. Допълнителният шум може да бъде количествено описан чрез коефициента на адитивния шум, F, който е фактор, който характеризира увеличението на мощността на електронния шум в сравнение с идеален фотодетектор. Трябва да се отбележи, че коефициентът на усилване и ефективната чувствителност на APD са много свързани с обратното напрежение и съответните стойности на различните устройства са различни. Поради това е обичайна практика да се характеризира диапазон на напрежение, в който всички устройства постигат определена чувствителност. Широчината на честотната лента на откриване на лавинните диоди може да бъде много висока, главно поради тяхната висока чувствителност, което позволява използването на по-малки шунтови резистори, отколкото при нормалните фотодиоди. Най-общо казано, когато честотната лента на откриване е висока, шумовите характеристики на APD са по-добри от обикновения PIN фотодиод, а когато честотната лента на откриване е по-ниска, PIN фотодиодът и теснолентовият усилвател с нисък шум работят по-добре. Колкото по-висок е коефициентът на усилване, толкова по-висока е допълнителната шумова стойност, която се получава чрез увеличаване на обратното напрежение. Следователно обратното напрежение обикновено се избира така, че шумът от процеса на умножение да е приблизително равен на този на електронния усилвател, тъй като това ще минимизира общия шум. Големината на адитивния шум е свързана с много фактори: големината на обратното напрежение, свойствата на материала (по-специално съотношението на коефициента на йонизация) и конструкцията на устройството. Базираните на силиций лавинни диоди са по-чувствителни в областта на дължината на вълната от 450-1000 nm (понякога може да достигне 1100 nm), а най-високата чувствителност е в диапазона 600-800 nm, тоест дължината на вълната в тази област на дължина на вълната е леко по-малък от този на Si p-i-n диодите. Коефициентът на умножение (наричан също усилване) на Si APD варира между 50 и 1000 в зависимост от дизайна на устройството и приложеното обратно напрежение. За по-дълги дължини на вълните APDs изискват материали от германий или индий галиев арсенид. Те имат по-малки коефициенти на умножение на тока, между 10 и 40. InGaAs APD са по-скъпи от Ge APD, но имат по-добри шумови характеристики и по-висока честотна лента на откриване. Типичните приложения на лавинните фотодиоди включват приемници във фиброоптични комуникации, обхват, изображения, високоскоростни лазерни скенери, лазерни микроскопи и оптична рефлектометрия във времева област (OTDR).
Copyright @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Китай Оптични модули, производители на лазери с влакна, доставчици на лазерни компоненти Всички права запазени.
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
