Información

Fotodiodo de avalancha

Fotodiodo de avalancha

Los fotodiodos de avalancha se pueden utilizar en una serie de aplicaciones para proporcionar un rendimiento que otros tipos de fotodiodos pueden alcanzar.

Como su nombre lo indica, el fotodiodo de avalancha utiliza el proceso de avalancha para proporcionar un rendimiento adicional, aunque el proceso de avalancha tiene algunas desventajas.

En vista de las ventajas y desventajas, los fotodiodos de avalancha se utilizan en una serie de aplicaciones específicas en las que sus características les permiten proporcionar la sensibilidad adicional que puede ser necesaria.

Conceptos básicos del fotodiodo de avalancha

El fotodiodo de avalancha posee una estructura similar a la del fotodiodo PN o PIN. También se puede usar una estructura de diodo de avalancha similar a la de un fotodiodo Schottky, pero el uso de esta versión es mucho menos común.

La principal diferencia del fotodiodo de avalancha con otras formas de fotodiodo es que opera bajo una condición de alta polarización inversa. Esto permite la multiplicación en avalancha de los huecos y electrones creados por el impacto de fotón / luz.

A medida que un fotón entra en la región de agotamiento y crea un par de electrones huecos, estos portadores de carga serán arrastrados por el campo eléctrico muy alto alejándose unos de otros. Su velocidad aumentará hasta tal punto que cuando chocan con la red, crearán más pares de electrones huecos y el proceso se repetirá.

La acción de la avalancha permite que la ganancia del diodo se incremente muchas veces, proporcionando un nivel de sensibilidad mucho mayor.

Condiciones del circuito de fotodiodos de avalancha

Los fotodiodos de avalancha requieren un alto sesgo inverso para su funcionamiento. En el caso del silicio, normalmente estará entre 100 y 200 voltios. Con este nivel de polarización inversa, ven un efecto de ganancia actual de alrededor de 100 como resultado del efecto de avalancha.

Algunos diodos que utilizan procesos de fabricación especializados permiten voltajes de polarización mucho más altos de hasta 1500 voltios. Como se encuentra que los niveles de ganancia aumentan cuando se aplican voltajes más altos, la ganancia de estos diodos de avalancha puede elevarse al orden de 1000. Esto puede proporcionar una clara ventaja donde la sensibilidad es de suma importancia, pero obviamente esto es a expensas de todos los circuitos adicionales y características de seguridad necesarias para voltajes muy altos.

Ventajas y desventajas del fotodiodo de avalancha

Los fotodiodos de avalancha poseen una serie de ventajas y desventajas. Estos se pueden considerar en la selección de un dispositivo fotodetector adecuado.

Ventajas del fotodiodo de avalancha

  • Alto nivel de sensibilidad como resultado de la ganancia de avalancha

Desventajas del fotodiodo de avalancha:

  • Es posible que se requiera un voltaje de funcionamiento mucho mayor.
  • El fotodiodo de avalancha produce un nivel de ruido mucho más alto que un fotodiodo PN
  • El proceso de avalancha significa que la salida no es lineal

Los fotodiodos de avalancha no se utilizan tan ampliamente como sus homólogos PIN. Se usan principalmente cuando el nivel de ganancia es de suma importancia, porque los altos voltajes requeridos, combinados con una menor confiabilidad, significa que a menudo son menos convenientes de usar.

Ver el vídeo: FOTODIODO BPW34 (Octubre 2020).