Lavínovú fotodiódu navrhol japonský inžinier"Jun-ichi Nishizawa" v roku 1952. Lavínová fotodióda je veľmi citlivý polovodičový detektor, ktorý využíva fotoelektrický efekt na premenu svetla na elektrinu.
V komunikačných systémoch s optickými vláknami sa na premenu svetla na elektrický signál používa jeden komponent, ako je lavínová fotodióda. Počas lavínového procesu sú zrážkami generované nosiče náboja. Fotóny podobné ľahkým časticiam vytvárajú veľa elektrónov, ktoré zase vytvárajú elektrický prúd.
Čo je to lavínová fotodióda
Dióda, ktorá využíva lavínovú metódu na poskytnutie dodatočného výkonu v porovnaní s inými diódami, sa nazýva lavínová fotodióda.
Lavínové fotodiódy menia optický signál na elektrický signál a môžu pracovať pri vysokom spätnom predpätí. Symbol pre lavínovú fotodiódu je podobný ako u Zenerovej diódy.
Štruktúra lavínovej fotodiódy
Štruktúra PIN fotodiódy a lavínovej fotodiódy je podobná a pozostáva z dvoch silne dotovaných oblastí a dvoch slabo dotovaných oblastí, silne dotované oblasti sú P+ a N{1}}, zatiaľ čo mierne dotované oblasti sú Ja a P.
Vo vnútornej oblasti je šírka vrstvy vyčerpania lavínovej fotodiódy dosť tenká v porovnaní so šírkou PIN fotodiódy. Tu oblasť p+ funguje ako anóda, zatiaľ čo oblasť n+ funguje ako katóda.
V porovnaní s inými fotodiódami fungujú lavínové fotodiódy za podmienok vysokej spätnej odchýlky. Preto je lavína znásobená nosičmi náboja tvorenými dopadom svetla alebo fotónmi. Lavínové pôsobenie niekoľkonásobne zvyšuje zisk fotodiódy, aby sa zabezpečil vysoký rozsah citlivosti.
Prevádzkové kritériá
K lavínovému rozpadu dochádza predovšetkým vtedy, keď je fotodióda vystavená maximálnemu spätnému napätiu, ktoré zvyšuje elektrické pole za vrstvou vyčerpania. Keď dopadajúce svetlo preniká oblasťou p+, je absorbované vo veľmi odporovej oblasti p a potom vytvára páry elektrón-diera.
Pokiaľ je prítomné vysoké elektrické pole, nosiče náboja vrátane ich rýchlosti saturácie sa posúvajú do oblasti pn+. Keď je rýchlosť najvyššia, nosiče sa zrazia cez iné atómy a vytvoria nové páry elektrón-diera a obrovské páry nosičov náboja povedú k vysokým fotoprúdom.
Prevádzka lavínovej fotodiódy
Operáciu lavínovej fotodiódy je možné vykonať úplne v dedokončovacieho režimu. Okrem lineárneho lavínového režimu však môžu fungovať aj v režime Geiger. V tomto režime prevádzky môže fotodióda pracovať pri vyššie uvedenom prieraznom napätí. V súčasnosti sa zavádza ďalší režim,"sub-Geigerov režim".
Lavínové fotodiódy v komunikácii z optických vlákien
V systémoch komunikácie s optickými vláknami (OFC) sa lavínové fotodiódy často používajú na identifikáciu slabého signálu, ale obvod je potrebné dostatočne optimalizovať, aby sa dosiahol vysoký pomer signálu k šumu (S/N). Tu má SNR získať dokonalý pomer signálu k šumu a kvantová účinnosť by mala byť vysoká, pretože táto hodnota je takmer maximálna, takže väčšina signálu je zaznamenaná.
Charakteristika lavínovej fotodiódy
Lavínové fotodiódy sú vysoko citlivé, vysokorýchlostné diódy, ktoré fungujú tak, že na metódu vnútorného zosilnenia privádzajú spätné napätie. Tieto diódy merajú svetlo s nízkym dosahom v porovnaní s fotodiódami typu PIN, a preto sa používajú v aplikáciách, kde sa mení vysoká citlivosť, ako je meranie optickej vzdialenosti a optická komunikácia na veľké vzdialenosti.
Vylúčenie zodpovednosti:Tento článok je sieťový reprodukčný článok, účelom reprodukovania tohto článku je šírenie príslušných technických poznatkov, autorské práva patria pôvodnému autorovi, v prípade porušenia kontaktujte editora, aby ho vymazal.