Laviini fotodioodi kujundas Jaapani insener"Jun-ichi Nishizawa" 1952. aastal. Laviinifotodiood on väga tundlik pooljuhtdetektor, mis kasutab valguse elektrienergiaks muutmiseks fotoelektrilist efekti.
Kiudoptilistes sidesüsteemides kasutatakse valguse muundamiseks elektrisignaaliks ühte komponenti, näiteks laviini fotodioodi. Laviiniprotsessi käigus tekivad kokkupõrgete tagajärjel laengukandjad. Valgusosakeste sarnased footonid tekitavad palju elektrone, mis omakorda tekitavad elektrivoolu.
Mis on laviini fotodiood
Dioodi, mis kasutab laviinimeetodit, et pakkuda teiste dioodidega võrreldes täiendavat jõudlust, nimetatakse laviini fotodioodiks.
Laviini fotodioodid muudavad optilise signaali elektrisignaaliks ja võivad töötada kõrgete pöördpingetega. Laviini fotodioodi sümbol on sarnane Zeneri dioodi sümboliga.
Laviini fotodioodi struktuur
PIN-fotodioodi ja laviinifotodioodi struktuur on sarnane ja koosneb kahest tugevalt legeeritud piirkonnast ja kahest nõrgalt legeeritud piirkonnast, tugevalt legeeritud piirkonnad on P+ ja N+, samas kui nõrgalt legeeritud piirkonnad on Mina ja P.
Sisemises piirkonnas on laviini fotodioodi ammendumiskihi laius PIN-fotodioodiga võrreldes üsna õhuke. Siin toimib piirkond p+ anoodina, piirkond n+ aga katoodina.
Võrreldes teiste fotodioodidega, töötavad laviini fotodioodid suure pöördnihke tingimustes. Seetõttu korrutatakse laviin valguse kokkupõrkest või footonitest moodustunud laengukandjatega. Laviin suurendab fotodioodi võimendust mitu korda, et tagada kõrge tundlikkuse vahemik.
Toimimiskriteeriumid
Laviini purunemine toimub peamiselt siis, kui fotodioodile rakendatakse maksimaalset pöördpinget, mis suurendab elektrivälja ammendumise kihist kaugemale. Kui langev valgus tungib p+ piirkonda, neeldub see väga takistuslikus p piirkonnas ja tekitab seejärel elektron-augu paarid.
Kuni on olemas tugev elektriväli, triivivad laengukandjad, sealhulgas nende küllastuskiirus, pn+ piirkonda. Kui kiirus on suurim, põrkuvad kandjad läbi teiste aatomite ja tekitavad uued elektron-augu paarid ning suured laengukandjate paarid toovad kaasa kõrge fotovoolu.
Laviini fotodioodi töö
Laviini fotodioodi töö saab teha täielikult detäiendusrežiim. Kuid lisaks lineaarsele laviinirežiimile võivad need töötada ka Geigeri režiimis. Selles töörežiimis saab fotodiood töötada ülalmainitud läbilöögipingel. Praegu võetakse kasutusele veel üks režiim,"alam-Geiger režiim".
Laviini fotodioodid fiiberoptilises sides
Kiudoptilise side (OFC) süsteemides kasutatakse nõrga signaali tuvastamiseks sageli laviinifotodioode, kuid vooluringi tuleb piisavalt optimeerida, et saavutada kõrge signaali-müra suhe (S/N). Siin peab SNR saavutama täiusliku signaali-müra suhte ja kvantefektiivsus peaks olema kõrge, kuna see väärtus on peaaegu maksimaalne, nii et suurem osa signaalist on märgatud.
Laviini fotodioodi omadused
Laviinifotodioodid on ülitundlikud, suurel kiirusel põhinevad dioodid, mis töötavad sisemise võimenduse meetodile vastupidise pinge rakendamisel. Need dioodid mõõdavad madala ulatusega valgust võrreldes PIN-tüüpi fotodioodidega ja seetõttu kasutatakse neid rakendustes, kus kõrge tundlikkus on erinev, nagu optiline kauguse mõõtmine ja pikamaa optiline side.
Vastutusest loobumine:See artikkel on võrgu reprodutseerimise artikkel, selle artikli reprodutseerimise eesmärk on levitada asjakohaseid tehnilisi teadmisi, autoriõigused kuuluvad algsele autorile, rikkumise korral võtke kustutamiseks ühendust toimetajaga.