Что такое лавинный фотодиод?

Существует много применений, в которых свет преобразуется в электрические сигналы, в том числе волоконно-оптические системы связи. Одним из компонентов, который может это сделать, является лавинный фотодиод (APD). Частицы, называемые носителями заряда, попадают на диод и подвергаются воздействию электрического поля. В процессе, называемом лавиной, частицы генерируются в результате столкновений, и легкая частица, называемая фотоном, может генерировать много электронов для производства электрического тока. Оптические приемники обычно включают лавинный фотодиод, а также счетчики фотонов и дальномеры, используемые в автомобилях, строительстве и даже на охоте.

Лавинные фотодиоды обычно состоят из слоев кристаллического силикона между двумя электродами. Электрическое поле запускает процесс, когда свет входит в диод. Существуют различные типы APD, которые могут функционировать в соответствии с длиной волны света, который входит в них. Если они изготовлены из кремния, спектральный диапазон обычно составляет от 300 до 1100 нанометров, в то время как лавинообразный германиевый фотодиод часто подходит для световых волн длиной от 800 до 1600 нанометров. Другая версия, изготовленная из индия, галлия и мышьяка, может работать с длинами волн от 900 до 1700 нанометров.

Лавинный фотодиод часто доступен в различных размерах. Большие диоды могут поглощать больше света, чем меньшие, и устраняют необходимость в других оптических компонентах, которые могут увеличивать расходы Использование небольших сортов выгодно, когда пространство полупроводниковых пластин ограничено. APD обычно лучше всего подходит для случаев, когда интенсивность света относительно низкая, но необходимо обнаружение средних и высоких частот.

Кремниевые компоненты с положительными и отрицательными электрическими зарядами часто используются в лавинном фотодиоде. Установка обычно создает напряжение с обратным смещением, которое относится к напряжению, которое на одном конце выше, чем на другом. Напряжение пробоя - это наименьшее количество тока, которое может запустить диод. Лавинный эффект может продолжаться, если частицы, несущие заряд, ускоряются с достаточно высокими скоростями. Напряжение обратного смещения обычно должно быть выше пробоя; если оно меньше, то трение может привести к замедлению частиц.

Пропускная способность оптической системы часто зависит от типа используемого лавинного фотодиода. Также могут быть полезны дистанционные измерительные системы, такие как скорострельное оружие для правоохранительных органов, а также дальномеры, используемые охотниками. Лавинные фотодиоды часто являются частью лазерных датчиков, которые можно найти в портовых навигационных системах, съемочном оборудовании или в машинах, которые должны ощущать близость людей и оборудования. Они также могут быть частью систем предупреждения об опасности для водителей автомобилей.