De lawinefotodiode is ontworpen door de Japanse ingenieur"Jun-ichi Nishizawa" in 1952. De lawinefotodiode is een zeer gevoelige halfgeleiderdetector die het foto-elektrische effect gebruikt om licht om te zetten in elektriciteit.
In glasvezelcommunicatiesystemen wordt een enkele component, zoals een lawinefotodiode, gebruikt om licht om te zetten in een elektrisch signaal. Tijdens het lawineproces worden ladingsdragers gegenereerd door botsingen. De lichte deeltjesachtige fotonen creëren veel elektronen, die op hun beurt een elektrische stroom creëren.
Wat is een lawinefotodiode?
Een diode die de lawinemethode gebruikt om extra prestaties te leveren in vergelijking met andere diodes, wordt een lawinefotodiode genoemd.
Lawinefotodiodes veranderen een optisch signaal in een elektrisch signaal en kunnen werken bij hoge sperspanningen. Het symbool voor een lawinefotodiode is vergelijkbaar met dat van een zenerdiode.
Lawine fotodiode structuur
De structuur van een PIN-fotodiode en een lawinefotodiode is vergelijkbaar en bestaat uit twee zwaar gedoteerde gebieden en twee licht gedoteerde gebieden, de zwaar gedoteerde gebieden zijn P+ en N+, terwijl de licht gedoteerde gebieden zijn ik en P
In het intrinsieke gebied is de breedte van de uitputtingslaag van de lawinefotodiode vrij dun in vergelijking met die van de PIN-fotodiode. Hier gedraagt het p+-gebied zich als een anode, terwijl het n+-gebied zich als een kathode gedraagt.
Vergeleken met andere fotodiodes werken lawinefotodiodes onder omstandigheden met een hoge omgekeerde voorspanning. Daarom wordt de lawine vermenigvuldigd met de ladingsdragers gevormd door lichtinval of fotonen. De lawine-actie verhoogt de versterking van de fotodiode met een factor van meerdere om een hoog gevoeligheidsbereik te verschaffen.
Bedrijfscriteria:
Lawinedoorslag treedt voornamelijk op wanneer de fotodiode wordt onderworpen aan een maximale sperspanning die het elektrische veld voorbij de uitputtingslaag versterkt. Als het invallende licht het p+-gebied binnendringt, wordt het geabsorbeerd in het zeer resistieve p-gebied en genereert het vervolgens elektron-gatparen.
Zolang er een hoog elektrisch veld aanwezig is, drijven de ladingsdragers inclusief hun verzadigingssnelheid naar het pn+-gebied. Wanneer de snelheid het hoogst is, zullen de dragers door andere atomen botsen en nieuwe elektron-gatparen genereren, en de enorme ladingsdragerparen zullen leiden tot hoge fotostromen.
Werking van lawinefotodiode
De werking van de lawinefotodiode kan volledig in depletion modus. Naast de lineaire lawinemodus kunnen ze echter ook in de Geiger-modus werken. In deze bedrijfsmodus kan de fotodiode werken met de bovengenoemde doorslagspanning. Een andere modus, de"sub-Geiger-modus", wordt momenteel geïntroduceerd.
Lawinefotodiodes in glasvezelcommunicatie
In optische vezelcommunicatiesystemen (OFC) worden lawinefotodiodes vaak gebruikt voor identificatie van zwakke signalen, maar het circuit moet voldoende worden geoptimaliseerd om een hoge signaal-ruisverhouding (S/N) te bereiken. Hier moet de SNR een perfecte signaal-ruisverhouding verkrijgen en de kwantumefficiëntie moet hoog zijn omdat deze waarde bijna het maximum is, zodat het grootste deel van het signaal wordt opgemerkt.
Kenmerken lawinefotodiode
Lawinefotodiodes zijn zeer gevoelige, op hoge snelheid gebaseerde diodes die werken door een sperspanning toe te passen op de interne versterkingsmethode. Deze diodes meten licht met een laag bereik in vergelijking met fotodiodes van het PIN-type en worden daarom gebruikt in toepassingen waar een hoge gevoeligheid varieert, zoals optische afstandsmeting en optische communicatie over lange afstand.
Vrijwaring:Dit artikel is een artikel over netwerkreproductie, het doel van het reproduceren van dit artikel is om relevante technische kennis te verspreiden, het auteursrecht behoort toe aan de oorspronkelijke auteur, als de inbreuk wordt gepleegd, neem dan contact op met de redacteur om te verwijderen.