Fotodiodo con amplificazione interna del segnale tramite processo a valanga. I fotodiodi a valanga sono rilevatori di luce a semiconduttore (fotodiodi) che operano a tensioni inverse relativamente elevate (di solito nell'ordine di decine o addirittura centinaia di volt), a volte solo leggermente al di sotto della soglia. In questo intervallo, i portatori (elettroni e lacune) eccitati dai fotoni assorbenti vengono accelerati da un forte campo elettrico interno e quindi generano portatori secondari, cosa che spesso accade nei tubi fotomoltiplicatori. Il processo a valanga avviene solo su una distanza di pochi micrometri e la fotocorrente può essere amplificata molte volte. Pertanto, i fotodiodi a valanga possono essere utilizzati come rivelatori molto sensibili, richiedendo una minore amplificazione del segnale elettronico e quindi meno rumore elettronico. Tuttavia, il rumore quantico e il rumore dell'amplificatore inerenti al processo a valanga annullano i vantaggi precedentemente menzionati. Il rumore additivo può essere descritto quantitativamente dalla figura di rumore additivo, F, che è un fattore che caratterizza l'aumento della potenza del rumore elettronico rispetto a un fotorilevatore ideale. Va notato che il fattore di amplificazione e la risposta effettiva dell'APD sono molto correlati alla tensione inversa e i valori corrispondenti dei diversi dispositivi sono diversi. Pertanto, è pratica comune caratterizzare un intervallo di tensione in cui tutti i dispositivi raggiungono una certa reattività. La larghezza di banda di rilevamento dei diodi a valanga può essere molto elevata, principalmente a causa della loro elevata sensibilità, che consente l'uso di resistori di shunt più piccoli rispetto ai normali fotodiodi. In generale, quando la larghezza di banda di rilevamento è elevata, le caratteristiche di rumore dell'APD sono migliori del normale fotodiodo PIN, quindi quando la larghezza di banda di rilevamento è inferiore, il fotodiodo PIN e un amplificatore a banda stretta a basso rumore funzionano meglio. Maggiore è il fattore di amplificazione, maggiore è la cifra di rumore aggiuntiva, che si ottiene aumentando la tensione inversa. Pertanto, la tensione inversa viene solitamente scelta in modo che il rumore del processo di moltiplicazione sia approssimativamente uguale a quello dell'amplificatore elettronico, in quanto ciò ridurrà al minimo il rumore complessivo. L'entità del rumore additivo è correlata a molti fattori: l'entità della tensione inversa, le proprietà del materiale (in particolare, il coefficiente di ionizzazione) e il design del dispositivo. I diodi a valanga a base di silicio sono più sensibili nella regione di lunghezza d'onda di 450-1000 nm (a volte possono raggiungere 1100 nm) e la massima reattività è nell'intervallo di 600-800 nm, ovvero la lunghezza d'onda in questa regione di lunghezza d'onda è leggermente più piccolo di quello dei diodi Si p-i-n. Il fattore di moltiplicazione (chiamato anche guadagno) degli APD Si varia tra 50 e 1000 a seconda del design del dispositivo e della tensione inversa applicata. Per lunghezze d'onda maggiori, gli APD richiedono materiali di arseniuro di germanio o indio gallio. Hanno fattori di moltiplicazione della corrente più piccoli, compresi tra 10 e 40. Gli APD InGaAs sono più costosi degli APD Ge, ma hanno caratteristiche di rumore migliori e una maggiore larghezza di banda di rilevamento. Le applicazioni tipiche dei fotodiodi a valanga includono ricevitori nelle comunicazioni in fibra ottica, telemetria, imaging, scanner laser ad alta velocità, microscopi laser e riflettometria ottica nel dominio del tempo (OTDR).
Copyright @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Cina moduli in fibra ottica, produttori di laser accoppiati in fibra, fornitori di componenti laser Tutti i diritti riservati.
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
