Lavinsko fotodiodo je zasnoval japonski inženir"Jun-ichi Nishizawa" leta 1952. Lavinska fotodioda je zelo občutljiv polprevodniški detektor, ki uporablja fotoelektrični učinek za pretvarjanje svetlobe v elektriko.
V komunikacijskih sistemih z optičnimi vlakni se za pretvorbo svetlobe v električni signal uporablja ena sama komponenta, kot je plazovita fotodioda. Med plazovitim procesom nastajajo nosilci naboja s trki. Fotoni, podobni svetlobnim delcem, ustvarijo veliko elektronov, ki posledično ustvarijo električni tok.
Kaj je lavinska fotodioda
Dioda, ki uporablja lavinsko metodo za zagotavljanje dodatne zmogljivosti v primerjavi z drugimi diodami, se imenuje lavinska fotodioda.
Lavinske fotodiode spremenijo optični signal v električni signal in lahko delujejo pri visokih povratnih napetostih. Simbol za lavinsko fotodiodo je podoben simbolu Zener diode.
Struktura lavinske fotodiode
Struktura fotodiode PIN in lavinske fotodiode je podobna in je sestavljena iz dveh močno dopiranih regij in dveh rahlo dopiranih regij, močno dopirani regiji sta P+ in N+, medtem ko sta rahlo dopirana območja jaz in P.
V intrinzičnem območju je širina sloja izčrpavanja plazovne fotodiode precej tanka v primerjavi s fotodiodo PIN. Tu deluje območje p+ kot anoda, medtem ko območje n+ deluje kot katoda.
V primerjavi z drugimi fotodiodami lavinske fotodiode delujejo v pogojih visokega obratnega pristranskosti. Zato se plaz pomnoži z nosilci naboja, ki nastanejo zaradi udarca svetlobe ali fotonov. Lavinsko delovanje poveča ojačenje fotodiode za nekajkrat, da se zagotovi visok razpon občutljivosti.
Merila delovanja
Lavinski zlom se pojavi predvsem, ko je fotodioda izpostavljena največji povratni napetosti, ki poveča električno polje onkraj izčrpajoče plasti. Ko vpadna svetloba prodre v območje p+, se absorbira v zelo upornem območju p in nato ustvari pare elektron-luknja.
Dokler je prisotno visoko električno polje, se nosilci naboja, vključno z njihovo hitrostjo nasičenja, premikajo v območje pn+. Ko je hitrost najvišja, bodo nosilci trčili skozi druge atome in ustvarili nove pare elektron-luknja, ogromni pari nosilcev naboja pa bodo privedli do visokih fototokov.
Delovanje plazovitih fotodiod
Delovanje plazovne fotodiode se lahko v celoti izvede v denačin polnjenja. Vendar pa lahko poleg linearnega lavinskega načina delujejo tudi v načinu Geiger. V tem načinu delovanja lahko fotodioda deluje pri prej omenjeni prelomni napetosti. Trenutno se uvaja še en način,"sub-Geigerjev način".
Lavinske fotodiode v optični komunikaciji
V sistemih za komunikacijo z optičnimi vlakni (OFC) se lavinske fotodiode pogosto uporabljajo za identifikacijo šibkega signala, vendar je treba vezje dovolj optimizirati, da doseže visoko razmerje med signalom in šumom (S/N). Tukaj naj bi SNR dobil popolno razmerje med signalom in šumom, kvantna učinkovitost pa bi morala biti visoka, ker je ta vrednost skoraj največja, tako da je večina signala opažena.
Lastnosti lavinske fotodiode
Lavinske fotodiode so zelo občutljive diode z visoko hitrostjo, ki delujejo z uporabo povratne napetosti na metodo notranjega ojačanja. Te diode merijo svetlobo nizkega dosega v primerjavi s fotodiodami tipa PIN in se zato uporabljajo v aplikacijah, kjer se razlikuje visoka občutljivost, kot so optično merjenje razdalje in optična komunikacija na dolge razdalje.
Izjava o omejitvi odgovornosti:Ta članek je članek o mrežni reprodukciji, namen reproduciranja tega članka je širjenje ustreznega tehničnega znanja, avtorske pravice pripadajo izvirnemu avtorju, v primeru kršitve se obrnite na urednika za izbris.