ЛАВИНИЕН ФОТОДИОД определение на ЛАВИНИЕН ФОТОДИОД и синоними на ЛАВИНИЕН ФОТОДИОД (английски)
От Уикипедия, свободната енциклопедия
Лавинният фотодиод (APD)са високочувствителни полупроводникови устройства, които преобразуват светлината в електрически сигнал благодарение на фотоелектричния ефект. Те могат да се разглеждат като фотодетектори, осигуряващи вътрешно усилване чрез ефекта на лавинообразно умножение. От функционална гледна точка те са твърдотелни аналози на фотоумножителите. Лавинните светодиоди са по-чувствителни от другите полупроводникови фотодетектори, което им позволява да се използват за откриване на ниски мощности на светлина (≲1 nW).
Съдържание
Принцип на действие
Когато се приложи силно обратно отклонение (близко до лавинообразното напрежение на пробив, обикновено от порядъка на няколкостотин волта за силициеви устройства), фототокът се увеличава (с фактор около 100) поради ударна йонизация (лавинно умножение) на носители на заряд, генерирани от светлина. Същността на процеса е, че енергията на електрон, образуван под действието на светлина, се увеличава под действието на външно приложено поле и може да надвиши прага на йонизация на веществото, така че сблъсъкът на такъв „горещ“ електрон с електрон от валентната зона може да доведе до появата на нова двойка електрон-дупка, чиито носители на заряд също ще бъдат ускорени от полето и могат да причинят образуването на все повече и повече нови носители на заряд.
Има редица формули за коефициента на умножение на лавината(M), следната е доста информативна:
където L е дължината на областта на пространствения заряд и е коефициентът на умножение за електрони (и дупки). Този фактор е силно зависим от приложеното напрежение, температура и профил на допинг. Оттук и изискванетодобра стабилизация на захранващото напрежение и температура или отчитане на температурата от веригата за настройка на напрежението.
Друга формула, емпиричната формула показва силна зависимост на коефициента на умножение на лавината(M)от приложеното обратно напрежение [1]:
където е пробивното напрежение. Показателятnприема стойности от 2 до 6, в зависимост от характеристиките на материала и структурата на p-n-прехода.
Въз основа на факта, че като цяло, когато обратното напрежение се увеличава, усилването също се увеличава, има редица технологии, които могат да увеличат напрежението на пробив до повече от 1500 волта и по този начин да получат усилване повече от 1000 пъти. Трябва да се има предвид, че простото увеличаване на силата на полето без предприемане на допълнителни мерки може да доведе до увеличаване на шума.
Ако се изискват много високи коефициенти на усилване (10 5 - 10 6), е възможно някои видове APD да работят при напрежения над пробивното. В този случай е необходимо да се прилагат ограничени по ток импулси с бързо затихване към фотодиода. За това могат да се използват активни и пасивни токови стабилизатори. Инструментите, работещи по този начин, работят в режим на Гайгер. Този режим се използва за създаване на еднофотонни детектори (при условие, че шумът е достатъчно малък)
Приложение
Типични приложения за APD са лазерни далекомери и оптични комуникационни линии. Новите приложения включват позитронно-емисионна томография и физика на елементарните частици [2] Понастоящем вече се появяват търговски образци на лавинни светодиодни матрици.
Обхватът и ефективността на APD зависят от много фактори. Най-важните са:
- квантова ефективност, която показва до каква част от падащите фотони водидо образуването на носители на заряд и появата на ток
- общият ток на утечка, който е сумата от тъмния ток и шума.
Електронният шум може да бъде два вида: последователен и паралелен. Първите са резултат от флуктуации на изстрела и са главно пропорционални на капацитета на APD, докато паралелните са свързани с механични вибрации на устройството и повърхностни токове на утечка. Друг източник на шум е излишният шумов фактор,F. Той описва статистическия шум, който е присъщ наMстохастичния процес на лавинообразно умножение в APD. Обикновено се изразява по следния начин:
където е отношението на ударните йонизационни коефициенти за дупки и електрони. По този начин увеличаването на асиметрията на йонизационните коефициенти води до намаляване на тези смущения. Това се търси на практика, тъй катоF(M)има основния принос за ограничаване на енергийната разделителна способност на устройствата.
Ограничения на скоростта
Капацитетите, времето за преминаване на електрони и дупки и времето за лавинообразно умножение налагат ограничения върху скоростта на работа. Капацитетът се увеличава с увеличаване на зоната на свързване и намаляване на дебелината. Времето за преминаване на електрони и дупки се увеличава с увеличаване на дебелината, което налага компромис между капацитет и време. Закъсненията, свързани с лавинното умножение, се определят от структурата на диодите и използваните материали, има зависимост от .
Технологии на производство
За създаването на този клас устройства може да се използва широка гама от полупроводници:
- Силиконът се използва за работа в близкия инфрачервен диапазон, докато има нисък шум, свързан с умножаването на носителите.
- Германият приема инфрачервени вълни до 1,7 µm, но инструментивъз основа на него има забележим шум.
- InGaAs осигурява приемане на вълни с дължина 1,6 микрона, като същевременно има по-малко шум от германия. Обикновено този материал се използва за производство на лавинни фотодиоди на базата на хетероструктури, които също включват InP като субстрат и втори компонент за създаване на хетероструктура. [4] Тази система има работен обхват от 0,9 - 0,7 µm. InGaAs имат висок коефициент на поглъщане при дължините на вълните, използвани в телекомуникациите чрез оптични комуникационни линии, поради което дори микронни слоеве от InGaAs са достатъчни за пълно поглъщане на радиацията. [4] . Тези материали осигуряват ниски закъснения и нисък шум, което прави възможно получаването на устройства с честотна лента над 100 GHz за проста система InP / InGaAs [5] и до 400 GHz за InGaAs върху силиций [6] . Това прави възможно прехвърлянето на данни със скорост над 10 Gbps [7]
- Диодите на базата на галиев нитрид се използват за работа в ултравиолетовия диапазон на дължината на вълната.
- HgCdTe се използва за производство на диоди, работещи в инфрачервената част на спектъра, обикновено максималната дължина на вълната е около 14 µm. Те обаче изискват охлаждане, за да се намалят тъмните течения. Такава система е в състояние да осигури много ниско ниво на смущения.
Лавинни диоди на суперрешетки
Причината за използването на суперрешетки за изграждане на лавинни фотодиоди е, че големите разлики между коефициентите на ударна йонизация за електрони и дупки водят до намаляване на шума.
Друго предимство на такива структури е, че процесът на размножаване на лавини е по-локализиран, което също намалява смущенията. Дебелините на отделните слоеве са между 100 и 500 Å.
Литература
- (1981) „Напълно йонно имплантиран p+-n германийлавинни фотодиоди".Applied Physics Letters38: 429. DOI:10.1063/1.92385.
- (1997) „Характеристики на пробив в InP/InGaAs лавинен фотодиод със структура на p-i-n умножителен слой“.Journal of Applied Physics81: 974. DOI:10.1063/1.364225.
- Избор на правилния APD
- Импулсни лазерни диоди и лавинни фотодиоди за промишлени приложения
| Резистор Променлив резистор Тример резистор Варистор Кондензатор Индуктор Кварцов резонатор Предпазител Възстановяем предпазител Трансформатор |
| ДиодСветодиоден фотодиод Полупроводников лазер Шотки диод Ценеров диод Стабистор Varicap Варикондов диоден мост Лавинен диод Тунелен диод Диодна верига Gunn Цифрова интегрална схема Аналогова интегрална схемаТиристорТриак динистор |
| баретър |
| Вакуумна тръбаВакуумен диод Триод Тетрод Пентод Хексод Хептод Пентарешетка Октод Нонод Механотрон Клистрон Магнетрон Амплитрон Платинотрон Катодно лъчева тръба Тръба с пътуваща вълна |
| Катодна тръба LCD монитор LED Газоразряден индикатор Флаг индикатор 7-сегментен индикатор |
| Микрофон Високоговорител Тензометър Пиезоелектричен преобразувател |
| Термистор Термодвойка Пелтие елемент |
de:Lawinenfotodiodeet:Laviinfotodioodes:Fotodiodo de avalanchait:Fotodiodo a valangaja:アバランシェフォトダイオードpl:Fotodioda lawinowasv:Avalanche Photo Diodezh:雪崩光電二極管en: Лавинен фотодиод
Всички преводи на ЛАВИНЕН ФОТОДИОД
усеща съдържанието на мъжа
Прозорец (изскачащ прозорец) с информация (пълно съдържание на Sensagent), задействан чрез двукратно щракване върху всяка дума на вашата уеб страница. Дайте контекстуално обяснение и превод от вашите сайтове!
Опитайте тук или вземете кода
Със SensagentBox посетителите на вашия сайт имат достъп до надеждна информация за над 5 милиона страници, предоставени от Sensagent.com. Изберете дизайна, който пасва на вашия сайт.
Подобрете съдържанието на вашия сайт
Добавете ново съдържание към вашия сайт от Sensagent чрез XML.
Обхождане на продукти или добавки
Получете XML достъп, за да достигнете до най-добрите продукти.
Индексирайте изображения и дефинирайте метаданни
Получете XML достъп, за да коригирате значението на вашите метаданни.
Моля, изпратете ни имейл, за да опишете идеята си.
Lettris е любопитна игра за клонинг на тетрис, в която всички тухли имат еднаква квадратна форма, но различно съдържание. Всеки квадрат носи буква. За да накарате квадратите да изчезнат и да спестите място за други квадрати, трябва да сглобите английски думи (наляво, надясно, нагоре, надолу) от падащите квадрати.
Boggle ви дава 3 минути, за да намерите възможно най-много думи (3 или повече букви) в мрежа от 16 букви. Можете също така да опитате мрежата от 16 букви. Буквите трябва да са съседни и по-дългите думи имат по-добър резултат. Вижте дали можете да влезете в Залата на славата на мрежата!
Английски речник Основни препратки
Повечето определения на английски се предоставят от WordNet. Тезаурусът на английски е извлечен главно от The IntegralРечник (TID). Английската енциклопедия е лицензирана от Wikipedia (GNU).
Променете целевия език, за да намерите преводи. Съвети: прегледайте семантичните полета (вижте От идеи към думи) на два езика, за да научите повече.
изчислено за 0,093 s