Vad är en lavinfotodiod?
Det finns många applikationer där ljus konverteras till elektriska signaler, inklusive fiberoptiska kommunikationssystem. En komponent som kan göra detta är lavinfotodioden (APD). Partiklar som kallas laddningsbärare kommer in i dioden och utsätts för ett elektriskt fält. I en process som kallas ett lavin genereras partiklar genom kollisioner, och en ljuspartikel som kallas en foton kan generera många elektroner för att producera en elektrisk ström. Optiska mottagare inkluderar vanligtvis en lavinfotodiod samt fotonräknare och avståndsmätare som används i bilar, konstruktion och till och med jakt.
Lavinfotodioder är vanligtvis konstruerade av kristallina silikonskikt mellan två elektroder. Ett elektriskt fält utlöser processen när ljus kommer in i dioden. Det finns olika typer av APD: er som kan fungera enligt ljusets våglängd som kommer in i dem. Om de är tillverkade av kisel är spektralområdet vanligtvis 300 till 1 100 nanometer, medan en germanium lavinfotodiode ofta är lämplig för ljusvåglängder från 800 till 1 600 nanometer. En annan version av indium, gallium och arsenik kan fungera med vågorna 900 till 1 700 nanometer.
En lavinfotodiod finns ofta i olika storlekar. Större dioder kan få mer ljus än mindre och eliminera behovet av andra optiska komponenter som kan lägga till utgifter. Användning av mindre sorter är fördelaktigt när utrymmet för halvledarskivor är begränsat. En APD är i allmänhet bäst lämpad för när ljusintensiteten är relativt låg, men detektering av mitten till höga frekvenser är nödvändig.
Kiselkomponenter med positiva och negativa elektriska laddningar används ofta i en lavinfotodiod. Installationen skapar vanligtvis en omvänd förspänd spänning, som refererar till spänningen som högre i ena änden än den andra. Nedbrytningsspänning är den minsta mängden ström som kan utlösa dioden att leda. Skredeffekten kan fortsätta om de laddningsbärande partiklarna accelererar med tillräckligt höga hastigheter. Omvänd spänning måste typiskt vara högre än uppdelningen; om det är mindre kan friktionen få partiklarna att sakta ner.
Överföringskapaciteten för ett optiskt system beror ofta på typen av lavinfotodiod som används. Distansmätningssystem kan också gynnas, till exempel trafikhastighetspistoler för brottsbekämpning, samt avståndsmätare som används av jägare. Lavinfotodioder är ofta en del av lasersensorer som finns i hamnnavigeringssystem, undersökningsutrustning eller i maskiner som behöver känna närheten till människor och utrustning. De kan också ingå i farvarningssystem för bilförare.