Lavavinfotodioden designades av den japanska ingenjören "Jun-ichi Nishizawa" 1952. Lavinens fotodiod är en mycket känslig halvledardetektor som använder den fotoelektriska effekten för att omvandla ljus till elektricitet.
I fiberoptiska kommunikationssystem används en enda komponent som en lavinfotodiod för att omvandla ljus till en elektrisk signal. Under lavinprocessen genereras laddningsbärare av kollisioner. De ljuspartikelliknande fotonerna skapar många elektroner, vilket i sin tur skapar en elektrisk ström.
Vad är en lavinfotodiod
En diod som använder lavinmetoden för att ge ytterligare prestanda jämfört med andra dioder kallas en lavinfotodiod.
Lavinfotodioder ändrar en optisk signal till en elektrisk signal och kan arbeta med höga omvända förspänningar. Symbolen för en lavinfotodiod liknar en Zener-diod.
Lavin fotodiod struktur
Strukturen hos en PIN-fotodiod och en lavinfotodiod är likartad och består av två kraftigt dopade regioner och två lätt dopade regioner, de kraftigt dopade regionerna är P + och N +, medan de lätt dopade regionerna är I och P.
I den inneboende regionen är utarmningsskiktets bredd ganska tunn jämfört med PIN-fotodioden. Här fungerar p+ -regionen som en anod, medan n + -regionen fungerar som en katoden.
Jämfört med andra fotodioder arbetar lavinfotodioder under höga omvända förspänningsförhållanden. Därför multipliceras lavinen med laddningsbärarna som bildas av ljusimpingement eller fotoner. Lavinverkan ökar fotodiodens förstärkning med en faktor på flera för att ge ett högkänslighetsområde.
Driftskriterier
Lavinhaveri inträffar främst när fotodioden utsätts för en maximal omvänd spänning som förstärker det elektriska fältet bortom utarmningsskiktet. När infallande ljus tränger in i p+ -regionen absorberas det i den mycket resistiva p-regionen och genererar sedan elektronhålspar.
Så länge ett högt elektriskt fält är närvarande driver laddningsbärarna inklusive deras mättnadshastighet till pn + -regionen. När hastigheten är som högst kommer bärarna att kollidera genom andra atomer och generera nya elektronhålspar, och de enorma laddningsbärarparen kommer att leda till höga fotoströmmar.
Lavin fotodiod operation
Lavinfotodioddrift kan göras helt i depletionsläge. Men förutom det linjära lavinläget kan de också fungera i Geiger-läget. I detta driftsläge kan fotodioden fungera vid ovannämnda nedbrytningsspänning. Ett annat läge, "sub-Geiger-läget", introduceras för närvarande.
Lavinfotodioder i fiberoptisk kommunikation
I SYSTEM FÖR optisk fiberkommunikation (OFC) används lavavinfotodioder ofta för svag signalidentifiering, men kretsen måste optimeras tillräckligt för att uppnå ett högt signal-till-brus-förhållande (S/N). Här ska SNR få ett perfekt signal-till-brus-förhållande och kvanteffektiviteten bör vara hög eftersom detta värde är nästan maximalt, så att det mesta av signalen märks.
Egenskaper för lavinfotodiod
Lavinfotodioder är mycket känsliga, höghastighetsbaserade dioder som fungerar genom att applicera en omvänd spänning på den interna förstärkningsmetoden. Dessa dioder mäter låg räckviddsljus jämfört med PIN-typ fotodioder och används därför i applikationer där hög känslighet varierar, såsom optisk avståndsmätning och optisk kommunikation med lång räckvidd.
Friskrivning:Denna artikel är en nätverksreproduktionsartikel, syftet med att reproducera denna artikel är att sprida relevant teknisk kunskap, upphovsrätten tillhör den ursprungliga författaren, om överträdelsen, vänligen kontakta redaktören för att radera.