Lavīnas fotodiodi izstrādāja japāņu inženieris" Jun-ichi Nishizawa" 1952. gadā. Lavīnas fotodiode ir ļoti jutīgs pusvadītāju detektors, kas izmanto fotoelektrisko efektu, lai pārvērstu gaismu elektrībā.
Optisko šķiedru sakaru sistēmās viens komponents, piemēram, lavīnas fotodiode, tiek izmantots, lai pārvērstu gaismu elektriskā signālā. Lavīnas procesa laikā sadursmju rezultātā rodas lādiņu nesēji. Gaismas daļiņām līdzīgie fotoni rada daudz elektronu, kas savukārt rada elektrisko strāvu.
Kas ir lavīnas fotodiode
Diode, kas izmanto lavīnas metodi, lai nodrošinātu papildu veiktspēju salīdzinājumā ar citām diodēm, tiek saukta par lavīnas fotodiodi.
Lavīnas fotodiodes maina optisko signālu elektriskajā signālā un var darboties ar augstu reverso nobīdes spriegumu. Lavīnas fotodiodes simbols ir līdzīgs Zenera diodes simbolam.
Lavīnas fotodiodes struktūra
PIN fotodiodes un lavīnas fotodiodes struktūra ir līdzīga un sastāv no diviem stipri leģētiem apgabaliem un diviem vāji leģētiem apgabaliem, stipri leģēti apgabali ir P+ un N+, savukārt vāji leģētie apgabali ir Es un P.
Iekšējā reģionā lavīnas fotodiodes izsīkuma slāņa platums ir diezgan plāns, salīdzinot ar PIN fotodiodes platumu. Šeit apgabals p+ darbojas kā anods, savukārt n+ reģions darbojas kā katods.
Salīdzinot ar citām fotodiodēm, lavīnu fotodiodes darbojas lielas apgrieztās novirzes apstākļos. Tāpēc lavīna tiek reizināta ar lādiņu nesējiem, ko veido gaismas trieciens vai fotoni. Lavīnas darbība palielina fotodiodes pastiprinājumu vairākas reizes, lai nodrošinātu augstu jutības diapazonu.
Darbības kritēriji
Lavīnas sadalīšanās notiek galvenokārt tad, kad fotodiode tiek pakļauta maksimālajam reversajam spriegumam, kas pastiprina elektrisko lauku ārpus noplicināšanas slāņa. Kad krītošā gaisma iekļūst p+ apgabalā, tā tiek absorbēta ļoti rezistīvajā p apgabalā un pēc tam ģenerē elektronu-caurumu pārus.
Kamēr pastāv augsts elektriskais lauks, lādiņa nesēji, ieskaitot to piesātinājuma ātrumu, novirzās uz pn+ apgabalu. Kad ātrums ir vislielākais, nesēji saduras caur citiem atomiem un radīs jaunus elektronu caurumu pārus, un milzīgie lādiņu nesēju pāri radīs lielas fotostrāvas.
Lavīnas fotodiodes darbība
Lavīnas fotodiodes darbību var pilnībā veikt depapildināšanas režīms. Tomēr papildus lineārajam lavīnas režīmam tie var darboties arī Geigera režīmā. Šajā darbības režīmā fotodiode var darboties ar iepriekš minēto pārrāvuma spriegumu. Pašlaik tiek ieviests cits režīms,"sub-Geiger režīms".
Lavīnu fotodiodes optiskās šķiedras komunikācijā
Optisko šķiedru sakaru (OFC) sistēmās lavīnu fotodiodes bieži izmanto vāja signāla identificēšanai, taču ķēde ir pietiekami jāoptimizē, lai panāktu augstu signāla un trokšņa attiecību (S/N). Šeit SNR ir jāiegūst perfekta signāla un trokšņa attiecība, un kvantu efektivitātei jābūt augstai, jo šī vērtība ir gandrīz maksimālā, lai lielākā daļa signāla tiktu pamanīta.
Lavīnas fotodiodes raksturlielumi
Lavīnu fotodiodes ir ļoti jutīgas, ātrdarbīgas diodes, kas darbojas, piemērojot apgriezto spriegumu iekšējā pastiprinājuma metodei. Šīs diodes mēra zema diapazona gaismu, salīdzinot ar PIN tipa fotodiodēm, un tāpēc tiek izmantotas lietojumprogrammās, kur atšķiras augsta jutība, piemēram, optiskā attāluma mērīšana un liela attāluma optiskā komunikācija.
Atruna:Šis raksts ir tīkla reproducēšanas raksts, šī raksta reproducēšanas mērķis ir izplatīt attiecīgās tehniskās zināšanas, autortiesības pieder sākotnējam autoram, ja pārkāpums ir noticis, lūdzu, sazinieties ar redaktoru, lai to izdzēstu.