O que é um fotodiodo Avalanche?
Existem muitas aplicações nas quais a luz é convertida em sinais elétricos, incluindo sistemas de comunicação por fibra óptica. Um componente que pode fazer isso é o fotodiodo de avalanche (APD). Partículas chamadas portadores de carga entram no diodo e são expostas a um campo elétrico. Em um processo chamado avalanche, as partículas são geradas através de colisões, e uma partícula de luz chamada fóton pode gerar muitos elétrons para produzir uma corrente elétrica. Os receptores ópticos geralmente incluem um fotodiodo de avalanche, bem como contadores de fótons e telémetros usados em carros, construção e até caça.
Os fotodiodos de avalanche são geralmente construídos de camadas de silicone cristalino entre dois eletrodos. Um campo elétrico aciona o processo quando a luz entra no diodo. Existem vários tipos de APDs que podem funcionar de acordo com o comprimento de onda da luz que entra neles. Se eles são feitos de silício, a faixa espectral é tipicamente de 300 a 1.100 nanômetros, enquanto um fotodiodo de avalanche de germânio é geralmente adequado para comprimentos de onda de luz de 800 a 1.600 nanômetros. Outra versão feita de índio, gálio e arsênico pode operar com comprimentos de onda de 900 a 1.700 nanômetros.
Um fotodiodo de avalanche geralmente está disponível em vários tamanhos. Diodos maiores podem adquirir mais luz que os menores e eliminar a necessidade de outros componentes ópticos que podem adicionar despesas. O uso de variedades menores é benéfico quando o espaço da bolacha do semicondutor é limitado. Um APD geralmente é mais adequado para quando a intensidade da luz é relativamente baixa, mas a detecção de frequências médias a altas é necessária.
Componentes de silício com cargas elétricas positivas e negativas são frequentemente usados em um fotodiodo de avalanche. A configuração normalmente cria uma tensão polarizada reversa, que se refere à tensão mais alta em uma extremidade do que na outra. A tensão de ruptura é a menor quantidade de corrente que pode acionar o diodo. O efeito de avalanche pode continuar se a carga que carrega partículas se acelera a taxas suficientemente altas. A tensão de polarização reversa normalmente deve ser maior que a quebra; se for menor, o atrito pode causar a desaceleração das partículas.
A capacidade de transmissão de um sistema óptico geralmente depende do tipo de fotodiodo de avalanche usado. Os sistemas de medição de distância também podem se beneficiar, como pistolas de velocidade de trânsito para aplicação da lei, bem como telêmetros usados pelos caçadores. Os fotodiodos de avalanche costumam fazer parte dos sensores a laser encontrados em sistemas de navegação portuária, equipamentos de pesquisa ou em máquinas que precisam detectar a proximidade de pessoas e equipamentos. Eles também podem fazer parte dos sistemas de aviso de perigo para motoristas de automóveis.