アバランシェフォトダイオードとは

光ファイバ通信システムなど、光が電気信号に変換される多くのアプリケーションがあります。 これを行うことができるコンポーネントの1つは、アバランシェフォトダイオード（APD）です。 電荷キャリアと呼ばれる粒子がダイオードに入り、電界にさらされます。 雪崩と呼ばれるプロセスでは、粒子は衝突によって生成され、光子と呼ばれる軽い粒子は多くの電子を生成して電流を生成できます。 通常、光レシーバーには、アバランシェフォトダイオードと、車、建設、狩猟で使用されるフォトンカウンターと距離計が含まれます。

アバランシェフォトダイオードは、通常、2つの電極間の結晶シリコン層で構成されます。 光がダイオードに入ると、電界がプロセスをトリガーします。 入射する光の波長に応じて機能するさまざまな種類のAPDがあります。 シリコン製の場合、スペクトル範囲は通常300〜1,100ナノメートルですが、ゲルマニウムアバランシェフォトダイオードは800〜1,600ナノメートルの光波長に適しています。 インジウム、ガリウム、ヒ素で作られた別のバージョンは、900〜1,700ナノメートルの波長で動作できます。

多くの場合、アバランシェフォトダイオードはさまざまなサイズで入手できます。 大きいダイオードは小さいものよりも多くの光を取り込むことができ、費用を追加する他の光学部品の必要性を排除します。 半導体ウェーハのスペースが限られている場合、より小さな品種の使用は有益です。 APDは一般に、光強度が比較的低い場合に最適ですが、中〜高周波数の検出が必要です。

アバランシェフォトダイオードでは、正および負の電荷を持つシリコンコンポーネントがよく使用されます。 通常、セットアップにより、逆バイアス電圧が作成されます。これは、一端が他端より高い電圧を指します。 ブレークダウン電圧は、ダイオードの導通をトリガーできる最小の電流です。 電荷を運ぶ粒子が十分に高い速度で加速すると、雪崩効果が継続します。 通常、逆バイアス電圧はブレークダウンよりも高くなければなりません。 小さい場合、摩擦により粒子の速度が低下する可能性があります。

光学システムの伝送容量は、多くの場合、使用されるアバランシェフォトダイオードのタイプに依存します。 法執行機関の交通速度銃やハンターが使用する距離計などの距離測定システムも役立ちます。 雪崩フォトダイオードは、多くの場合、港湾ナビゲーションシステム、調査機器、または人と機器の近接を検知する必要のある機械に見られるレーザーセンサーの一部です。 それらは、自動車運転者のための危険警告システムの一部にもなり得ます。