Avalanche Photodiode (Avalanche Photodiode, APD) — фотоэлектрический прибор, использующий эффект лавины, пробивающего полупроводниковые материалы, чтобы повысить эффективность фототрансформации. Она обладает такими качествами, как высокая усиленность, высокая чувствительность и низкий шум, широко применяемая в таких областях, как оптическая связь, измерение света, спектральный анализ. В этой статье мы расскажем о принципах, структуре и производительности инфракрасных лавиновых фотодиодов и обсудим их развитие.

Во-первых, принцип работы инфракрасных лавин фотодиодов

Инфракрасный лавина-фотодиод () — фотодиод, образованный в результате введения эффекта лавина в структуру стандартного TPS25200DRVR фотодиода. Его принцип работы можно просто описать как несколько следующих шагов:

1, фотоэлектрическое преобразование: фотонная энергия поглощается полупроводниковым материалом и высвобождается электронно-дырочная пара, когда входящий свет попадает в область P-N узлов инфракрасного лавина.

2: в случае прямого смещения электроны и дырочки ускоряются электрическим полем, создавая процесс размножения электронов и дыр. В процессе электроны и дырочки сталкиваются друг с другом с атомами решетки транзистора и возбуждают дополнительные пары электронов-дырок.

Коллекция электронных-дырочных пар: из-за эффекта размножения лавин в электронах и дырах ток увеличивается быстрее, чем стандартный фотодиод. Это делает инфракрасный лавиновый фотодиод характерным для высокой интенсивности и высокой чувствительности.

4, усиление тока: через внешнюю цепь можно увеличить слабый ток, исходящий от инфракрасной лавинки фотодиодов до уровня, который можно измерить и обработать.

Структура инфракрасных лавин фотодиодов

Структура инфракрасных лавин фотодиодов похожа на структуру стандартных фотодиодов, в основном состоит из узлов P-N, усиливающихся уровней и электродов.

1, P-N узлы: P-N узлы инфракрасной лавины фотодиодов состоят из типов P и типов N различных полупроводниковых материалов. Эта структура может произвести фотоэлектрическое преобразование и обеспечить электрическое поле, необходимое для лавины, чтобы преодолеть эффект.

2: усовершенствованные слои являются центрами инфракрасных лавин-фотодиодов, которые используются для реализации процесса размножения лавин в электронах и дырах. В расширенном слое были использованы высокопримешенные материалы для повышения эффективности размножения носителей.

3, электроды: электроды инфракрасных лавин фотодиодов используются для сбора и вывода электрических тока. Часто используемая электродная структура включает в себя металлические тонкопленовые электроды и электроды глубоких узелков.

Свойство фотодиодов инфракрасной лавины

Инфракрасный лавина-фотодиод имеет несколько важных показателей производительности:

1, усиление: усиление инфракрасных лавин фотодиодов означает соотношение между входным светом и исходящим током. Чем выше усиление, тем эффективнее фотоэлектрическое преобразование.

2, чувствительность: чувствительность инфракрасных лавин фотодиодов означает размер выходного тока при данной мощности света. Чем выше чувствительность, тем сильнее реакция инфракрасной лавины на световой сигнал.

3, шум: шум инфракрасной лавины фотодиодов указывает на случайные колебания в исходящих токах. Чем меньше шума, тем лучше инфракрасный лавина фотодиод обнаруживает световые сигналы.

4, время реакции: время реакции на инфракрасный лавина-фотодиод означает задержку во времени от светового сигнала до реакции выходного тока. Чем меньше времени отклика, тем сильнее реакция инфракрасной лавины на быстро изменяющиеся световые сигналы.

В-четвертых, наблюдается тенденция развития фотодиодов инфракрасной лавины

В то время как инфракрасные технологии продолжают развиваться, инфракрасные лавиновые фотодиоды также непрерывно улучшаются и новаторствуют, чтобы удовлетворить потребности в высокопроизводительных инфракрасных детекторах в различных областях применения. Ниже приведены тенденции развития инфракрасных лавин-фотодиодов:

1, повышенная эффективность и высокая чувствительность: в будущем инфракрасный лавина фотодиод будет продолжать увеличивать усиление и чувствительность для достижения более высокой эффективности фототрансформации.

2, низкий шум: снижение шума является важным направлением развития инфракрасных лавин фотодиодов. С помощью улучшения материалов, структур и технологий можно уменьшить потери рассеяния и гибридные электрические тока в электронах и дырах, тем самым уменьшая шум.

3, широкая спектральная реакция: современные инфракрасные лавинообразные фотодиоды используются в основном для обнаружения инфракрасного света в определенном диапазоне волн. Будущее направление развития — реализация широкоспектрального ответа, чтобы покрыть больше инфракрасных волн.

4, высокоскоростная реакция: по мере увеличения спроса на высокоскоростные передачи данных и быструю обработку сигналов в таких областях, как фотокоммуникация и фотометрия, время реагирования на инфракрасные лавинные фотодиоды также будет увеличиваться.

5, плюрализованное применение: инфракрасный лавина фотодиод широко применялся в таких областях, как оптическая связь, фотометрия, спектральный анализ и т.д. Будущее направление развития заключается в применении его в более широких областях, таких как ночное видение, наблюдение за безопасностью и биомедицина.

В заключение:

Инфракрасный лавина-фотодиод — важный инфракрасный детектор, обладающий такими преимуществами, как высокая мощность, высокая чувствительность и низкий шум. Принцип работы состоит в Том, чтобы использовать эффект лавины для повышения эффективности фотоэлектрического преобразования. Будущие тенденции развития включают в себя повышение эффективности и чувствительности, уменьшение шума, реализацию широкого спектра ответов, повышение времени отклика и расширение приложений. Эти тенденции будут способствовать повышению производительности и применению инфракрасных лавин фотодиодов.