Co je lavinová fotodioda?

Existuje mnoho aplikací, ve kterých je světlo přeměněno na elektrické signály, včetně komunikačních systémů s optickými vlákny. Jednou z komponent, která to dokáže, je lavinová fotodioda (APD). Částice zvané nosiče náboje vstupují do diody a jsou vystaveny elektrickému poli. V procesu zvaném lavina jsou částice generovány kolizemi a světelná částice zvaná foton může generovat mnoho elektronů k výrobě elektrického proudu. Optické přijímače obvykle zahrnují lavinové fotodiody, stejně jako fotonové čítače a dálkoměry používané v automobilech, konstrukci a dokonce i lovu.

Lavinové fotodiody jsou obvykle konstruovány z krystalických silikonových vrstev mezi dvěma elektrodami. Elektrické pole spustí proces, když světlo vstupuje do diody. Existují různé druhy APD, které mohou fungovat podle vlnové délky světla, které do nich vstupuje. Jsou-li vyrobeny z křemíku, spektrální rozsah je obvykle 300 až 1 100 nanometrů, zatímco germánská lavinová fotodioda je často vhodná pro světelné vlnové délky od 800 do 1 600 nanometrů. Další verze vyrobená z india, galia a arsenu může pracovat s vlnovými délkami 900 až 1700 nanometrů.

Lavinová fotodioda je často k dispozici v různých velikostech. Větší diody mohou získat více světla než menší a eliminovat tak potřebu dalších optických součástí, které mohou zvyšovat náklady. Použití menších odrůd je výhodné, pokud je omezen prostor polovodičových destiček. APD se obecně nejlépe hodí, když je intenzita světla relativně nízká, ale je nutná detekce středních až vysokých frekvencí.

V lavinové fotodiodě se často používají křemíkové komponenty s kladným a záporným elektrickým nábojem. Nastavení typicky vytváří zpětné zkreslené napětí, které označuje napětí na jednom konci vyšší než na druhém. Poruchové napětí je nejmenší proud, který může spustit diodu. Lavinový efekt může pokračovat, pokud částice nesoucí náboj zrychlí dostatečně vysokou rychlostí. Napětí zpětného zkreslení musí být obvykle vyšší než rozdělení; pokud je menší, může tření způsobit zpomalení částic.

Přenosová kapacita optického systému je často závislá na typu použité lavinové fotodiody. Přínosem mohou být i systémy pro měření vzdálenosti, jako jsou dopravní rychlostní děla pro vymáhání práva a také dálkoměry používané lovci. Lavinové fotodiody jsou často součástí laserových senzorů, které se nacházejí v přístavních navigačních systémech, průzkumných zařízeních nebo strojích, které potřebují snímat blízkost lidí a zařízení. Mohou být také součástí výstražných systémů pro řidiče automobilů.