Çığ işlemi ile dahili sinyal amplifikasyonlu fotodiyot. Çığ fotodiyotları, nispeten yüksek ters voltajlarda (genellikle onlarca hatta yüzlerce voltta), bazen eşiğin sadece biraz altında çalışan yarı iletken ışık dedektörleridir (fotodiyotlar). Bu aralıkta, soğurucu fotonlar tarafından uyarılan taşıyıcılar (elektronlar ve delikler), güçlü bir iç elektrik alanı tarafından hızlandırılır ve daha sonra genellikle fotoçoğaltıcı tüplerde meydana gelen ikincil taşıyıcılar üretir. Çığ işlemi yalnızca birkaç mikrometrelik bir mesafede meydana gelir ve fotoakım birçok kez yükseltilebilir. Bu nedenle çığ fotodiyotları, daha az elektronik sinyal amplifikasyonu ve dolayısıyla daha az elektronik gürültü gerektiren çok hassas dedektörler olarak kullanılabilir. Bununla birlikte, çığ işleminde bulunan kuantum gürültüsü ve amplifikatör gürültüsü, daha önce belirtilen avantajları ortadan kaldırır. İlave gürültü, ideal bir fotodetektöre kıyasla elektronik gürültü gücündeki artışı karakterize eden bir faktör olan ilave gürültü rakamı F ile nicel olarak tanımlanabilir. APD'nin amplifikasyon faktörü ve etkin tepkisinin ters voltajla çok ilişkili olduğu ve farklı cihazların karşılık gelen değerlerinin farklı olduğu belirtilmelidir. Bu nedenle, tüm cihazların belirli bir duyarlılığa ulaştığı bir voltaj aralığını karakterize etmek yaygın bir uygulamadır. Çığ diyotlarının algılama bant genişliği, normal fotodiyotlardan daha küçük şönt dirençlerin kullanımına izin veren yüksek hassasiyetleri nedeniyle çok yüksek olabilir. Genel olarak, algılama bant genişliği yüksek olduğunda, APD'nin gürültü özellikleri sıradan PIN fotodiyodundan daha iyidir ve ardından algılama bant genişliği daha düşük olduğunda, PIN fotodiyodu ve düşük gürültülü dar bant amplifikatörü daha iyi performans gösterir. Amplifikasyon faktörü ne kadar yüksek olursa, ters voltajı artırarak elde edilen ek gürültü rakamı da o kadar yüksek olur. Bu nedenle, ters voltaj genellikle, çarpma işlemi gürültüsü yaklaşık olarak elektronik amplifikatörünkine eşit olacak şekilde seçilir, çünkü bu genel gürültüyü en aza indirir. Ek gürültünün büyüklüğü birçok faktörle ilişkilidir: ters voltajın büyüklüğü, malzeme özellikleri (özellikle iyonizasyon katsayısı oranı) ve cihaz tasarımı. Silikon bazlı çığ diyotları 450-1000 nm dalga boyu bölgesinde daha hassastır (bazen 1100 nm'ye ulaşabilir) ve en yüksek duyarlılık 600-800 nm aralığındadır, yani bu dalga boyu bölgesindeki dalga boyu hafiftir. Si p-i-n diyotlarından daha küçük. Si APD'lerin çarpma faktörü (kazanç olarak da adlandırılır), cihaz tasarımına ve uygulanan ters gerilime bağlı olarak 50 ile 1000 arasında değişir. Daha uzun dalga boyları için APD'ler, germanyum veya indiyum galyum arsenit malzemeleri gerektirir. 10 ile 40 arasında daha küçük akım çarpma faktörlerine sahiptirler. InGaAs APD'ler, Ge APD'lerden daha pahalıdır, ancak daha iyi gürültü özelliklerine ve daha yüksek algılama bant genişliğine sahiptir. Çığ fotodiyotlarının tipik uygulamaları, fiber optik iletişim, mesafe belirleme, görüntüleme, yüksek hızlı lazer tarayıcılar, lazer mikroskoplar ve optik zaman alanlı reflektometri (OTDR) alıcılarını içerir.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
