|
|
עמוד:165
5 . 3 . 3 פוטו-דיודה מסוג מפולת לפוטו-דיודה מסוג מפולת ; avalanche photodiode ; APD ) ובקיצור ; פוטו-דיודת-מפולת ) יש אפיונים בסיסיים זהים לאלה של דיודת מפולת . האלקטרונים הניידים , הנוצרים עקב בליעת האור , מואצים על-ידי המתח האחורי הגדול יחסית , ומתנגשים באטומים אחרים - במהירות גבוהה . עקב ההתנגשות , אלקטרונים חופשיים חדשים משתחררים , מואצים וממשיכים להתנגש וליצור אלקטרוני הולכה חדשים . בתהליך שרשרת כזה , אלקטרון יחיד , הנוצר על-ידי בליעת פוטון , עשוי להיות מוכפל ליותר מ100- אלקטרונים חופשיים . תופעה זו מכונה הכפלת המפולת , ( avalanche multiplication ) והיא מאפשרת בניית גלאי אור רגישים מאוד , בעלי תגובתיות של כ , 100 ^ 25 ^ בהשוואה ל 0 . 8 A . 0 . 5 / K של דיודת . PN W W W W כדי ליצור את תופעת המפולת , דרוש מתח מקדם אחורי גבוה . פוטו-דיודת המפולת פועלת בדרך-כלל במקדם אחורי של . 400 v - 40 V במתחים גבוהים אלה , זמן התגובה קצר מאוד , והאלקטרונים מגיעים למהירות גבוהה מאוד , כאשר הם נעים על-פני מבנה PN-n ( בדרך-כלל , זמן הדעיכה של APD-n ארוך מזמן העלייה , ודבר זה מקטין את מהירות הפעולה . ( פוטו-דיודת המפולת היא בעלת רעש פנימי גבוה יותר מאשר דיודת PN או דיודת 1 n ) . PIN wv הפנימי נגרם על-ידי רכיבי זרם אקראיים ( . פוטו-דיודת המפולת גם רגישה יותר לטמפרטורה מאשר הדיודות . P 1 N-1 PN הרעש הפנימי מופחת במידת-מה APD-n מסוג מיוחד ( הקרוי , ( reach-through שהמתח המתפתח על-פני האזור הפנימי הפעיל שלה , מבוקר בקפדנות רבה . בפוטו-דיודת מפולת , התגובתיות האפקטיבית נקבעת על-ידי שני גורמים . A ? התגובתיות הבסיסית ( שערכה הטיפוסי הוא כ - ( 0 . 4— בהעדר מפולת ו גורם ההכפלה , M המייצג את הגבר הזרם הפנימי עקב תופעת המפולת . לדוגמה , בדיודת מפולת בעלת תגובתיות בסיסית של 0 . 4— וגורם הכפלה , M = 100 התגובתיות A האפקטיבית היא . 0 . 4 x 100 = 40— הגדלת המתח האחורי גורמת להגדלת המהירות של האלקטרונים הנסחפים מצד P לצד , N ולכן להקטנת זמן התגובה של הפוטו-דיודה .
|
|