Che cos'è un fotodiodo da valanga?

Esistono molte applicazioni in cui la luce viene convertita in segnali elettrici, compresi i sistemi di comunicazione in fibra ottica.Un componente che può farlo è il fotodiodo valanghe (APD).Le particelle chiamate portatori di carica entrano nel diodo e sono esposte a un campo elettrico.In un processo chiamato valanga, le particelle vengono generate attraverso collisioni e una particella di luce chiamata fotone può generare molti elettroni per produrre una corrente elettrica.I ricevitori ottici di solito includono un fotodiodo da valanghe, nonché i contatori di fotoni e i campi di distanza utilizzati nelle auto, nella costruzione e persino alla caccia. I fotodiodi a valanga sono generalmente costruiti in strati di silicone cristallino tra due elettrodi.Un campo elettrico innesca il processo quando la luce entra nel diodo.Esistono vari tipi di APD che possono funzionare in base alla lunghezza d'onda della luce che li entra.Se sono realizzati in silicio, la gamma spettrale è in genere da 300 a 1.100 nanometri, mentre un fotodiodo da valanga di germanio è spesso adatto per lunghezze d'onda leggere da 800 a 1.600 nanometri.Un'altra versione fatta di indio, gallio e arsenico può funzionare con lunghezze d'onda da 900 a 1.700 nanometri.

Un fotodiodo da valanga è spesso disponibile in una gamma di dimensioni.I diodi più grandi possono acquisire più luce di quelli più piccoli ed eliminare la necessità di altri componenti ottici che possono aggiungere spese.L'uso di varietà più piccole è benefico quando lo spazio del wafer di semiconduttore è limitato.Un APD è generalmente più adatto per quando l'intensità della luce è relativamente bassa, ma è necessario il rilevamento di frequenze medie a alte.La configurazione crea in genere una tensione distorta inversa, che si riferisce alla tensione più alta a un'estremità dell'altra.La tensione di rottura è la minima quantità di corrente che può innescare il diodo da condurre.L'effetto valanghe può continuare se le particelle di trasporto di carica accelerano a velocità abbastanza elevate.La tensione di bias inversa in genere deve essere superiore alla rottura;Se è inferiore, l'attrito può far rallentare le particelle.

La capacità di trasmissione di un sistema ottico dipende spesso dal tipo di fotodiodo di valanga utilizzata.I sistemi di misurazione a distanza possono anche beneficiare, come le pistole per la velocità del traffico per le forze dell'ordine, nonché i campi da estensione utilizzati dai cacciatori.I fotodiodi delle valanghe fanno spesso parte dei sensori laser presenti nei sistemi di navigazione del porto, nelle attrezzature di rilevamento o nelle macchine che devono percepire la vicinanza di persone e attrezzature.Possono anche far parte dei sistemi di avvertimento di pericolo per i driver automobilistici.