Τι είναι η φωτοδίοδο χιονοστιβάδας;

Υπάρχουν πολλές εφαρμογές στις οποίες το φως μετατρέπεται σε ηλεκτρικά σήματα, συμπεριλαμβανομένων συστημάτων επικοινωνίας οπτικών ινών.Ένα στοιχείο που μπορεί να το κάνει αυτό είναι η φωτοδίοδο χιονοστιβάδας (APD).Τα σωματίδια που ονομάζονται φορείς φορτίου εισέρχονται στη δίοδο και εκτίθενται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο.Σε μια διαδικασία που ονομάζεται χιονοστιβάδα, τα σωματίδια παράγονται μέσω συγκρούσεων και ένα ελαφρύ σωματίδιο που ονομάζεται φωτόνιο μπορεί να παράγει πολλά ηλεκτρόνια για να παράγει ένα ηλεκτρικό ρεύμα.Οι οπτικοί δέκτες περιλαμβάνουν συνήθως φωτοδίοδο χιονοστιβάδας, καθώς και μετρητές φωτονίων και εύρους φυματίωσης που χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα, κατασκευές και ακόμη και κυνήγι. Οι φωτοδιόδες χιονοστιβάδας είναι συνήθως κατασκευασμένες από κρυσταλλικές στρώσεις σιλικόνης μεταξύ δύο ηλεκτροδίων.Ένα ηλεκτρικό πεδίο ενεργοποιεί τη διαδικασία καθώς το φως εισέρχεται στη δίοδο.Υπάρχουν διάφορα είδη APD που μπορούν να λειτουργήσουν σύμφωνα με το μήκος κύματος του φωτός που τους εισέρχεται.Εάν είναι κατασκευασμένα από πυρίτιο, το φασματικό εύρος είναι τυπικά 300 έως 1.100 νανόμετρα, ενώ μια φωτοδίοδο χιονοστιβάδας γερμανίου είναι συχνά κατάλληλο για ελαφριά μήκη κύματος από 800 έως 1.600 νανομετρικά.Μια άλλη έκδοση που κατασκευάζεται από ινδικό, γαλλικό και αρσενικό μπορεί να λειτουργήσει με 900 έως 1.700 μήκη κύματος νανομέτρου.Οι μεγαλύτερες δίοδοι μπορούν να αποκτήσουν περισσότερο φως από τα μικρότερα και να εξαλείψουν την ανάγκη για άλλα οπτικά στοιχεία που μπορούν να προσθέσουν έξοδα.Η χρήση μικρότερων ποικιλιών είναι ευεργετική όταν ο χώρος του ημιαγωγού είναι περιορισμένος.Ένα APD είναι γενικά το πιο κατάλληλο για το πότε η ένταση του φωτός είναι σχετικά χαμηλή, αλλά η ανίχνευση των μέσων έως υψηλών συχνοτήτων είναι απαραίτητη. Τα συστατικά πυριτίου με θετικά και αρνητικά ηλεκτρικά φορτία χρησιμοποιούνται συχνά σε φωτοδίοδο χιονοστιβάδας.Η ρύθμιση συνήθως δημιουργεί μια αντίστροφη προκατειλημμένη τάση, η οποία αναφέρεται στην τάση ως υψηλότερη στο ένα άκρο από το άλλο.Η τάση διάσπασης είναι η ελάχιστη ποσότητα ρεύματος που μπορεί να ενεργοποιήσει τη δίοδο για διεξαγωγή.Το φαινόμενο της χιονοστιβάδας μπορεί να συνεχιστεί εάν τα σωματίδια που μεταφέρουν το φορτίο επιταχύνουν με αρκετά υψηλά ποσοστά.Η τάση αντίστροφης προκατάληψης συνήθως πρέπει να είναι υψηλότερη από την κατανομή.Εάν είναι λιγότερο, τότε η τριβή μπορεί να προκαλέσει επιβράδυνση των σωματιδίων.

Η χωρητικότητα μετάδοσης ενός οπτικού συστήματος εξαρτάται συχνά από τον τύπο της φωτοδιόδων της χιονοστιβάδας που χρησιμοποιείται.Τα συστήματα μέτρησης απόστασης μπορούν επίσης να επωφεληθούν, όπως τα όπλα ταχύτητας κυκλοφορίας για την επιβολή του νόμου, καθώς και τα εύρος που χρησιμοποιούνται από τους κυνηγούς.Οι φωτοδιόδες χιονοστιβάδας αποτελούν συχνά μέρος των αισθητήρων λέιζερ που βρίσκονται σε συστήματα πλοήγησης λιμανιού, εξοπλισμού έρευνας ή σε μηχανές που πρέπει να αισθάνονται την εγγύτητα των ανθρώπων και του εξοπλισμού.Μπορούν επίσης να αποτελούν μέρος των συστημάτων προειδοποίησης κινδύνου για τους οδηγούς αυτοκινήτων.