Avalanche 프로세스에 의한 내부 신호 증폭이 있는 포토다이오드. Avalanche 포토다이오드는 상대적으로 높은 역 전압(일반적으로 수십 또는 수백 볼트)에서 작동하는 반도체 광 검출기(포토다이오드)이며 때로는 임계값보다 약간 낮습니다. 이 범위에서 흡수 광자에 의해 여기된 캐리어(전자 및 정공)는 강한 내부 전기장에 의해 가속된 다음 광전자 증배관에서 종종 발생하는 2차 캐리어를 생성합니다. 눈사태 과정은 수 마이크로미터의 거리에서만 발생하며 광전류는 여러 번 증폭될 수 있습니다. 따라서 눈사태 광다이오드는 전자 신호 증폭이 덜 필요하므로 전자 노이즈가 적은 매우 민감한 감지기로 사용할 수 있습니다. 그러나 애벌런치 프로세스에 내재된 양자 노이즈 및 증폭기 노이즈는 앞서 언급한 이점을 무효화합니다. 가산 잡음은 이상적인 광검출기와 비교하여 전자 잡음 전력의 증가를 특징짓는 요소인 가산 잡음 지수 F로 정량적으로 설명할 수 있습니다. APD의 증폭 계수와 유효 응답성은 역 전압과 매우 관련이 있으며 다른 장치의 해당 값은 다릅니다. 따라서 모든 장치가 특정 응답성을 달성하는 전압 범위를 특성화하는 것이 일반적입니다. 애벌랜치 다이오드의 감지 대역폭은 주로 감도가 높기 때문에 일반 포토다이오드보다 더 작은 션트 저항기를 사용할 수 있기 때문에 매우 높을 수 있습니다. 일반적으로 감지 대역폭이 높으면 APD의 잡음 특성이 일반 PIN 광다이오드보다 우수하고 감지 대역폭이 낮으면 PIN 광다이오드와 저잡음 협대역 증폭기가 더 나은 성능을 발휘합니다. 증폭률이 높을수록 역 전압을 증가시켜 얻은 추가 잡음 지수가 높아집니다. 따라서 전체 잡음을 최소화하기 때문에 일반적으로 곱셈 프로세스 잡음이 전자 증폭기의 잡음과 거의 같도록 역 전압이 선택됩니다. 가산 노이즈의 크기는 역전압의 크기, 재료 특성(특히, 이온화 계수 비율) 및 장치 설계와 같은 많은 요소와 관련이 있습니다. 실리콘 기반 애벌런치 다이오드는 450-1000nm(때로는 1100nm에 도달할 수 있음)의 파장 영역에서 더 민감하며 가장 높은 응답성은 600-800nm 범위입니다. 즉, 이 파장 영역의 파장은 약간 Si p-i-n 다이오드보다 작습니다. Si APD의 증배 계수(이득이라고도 함)는 장치 설계 및 인가된 역 전압에 따라 50에서 1000 사이에서 다릅니다. 더 긴 파장의 경우 APD에는 게르마늄 또는 인듐 갈륨 비소 재료가 필요합니다. 그들은 10에서 40 사이의 더 작은 전류 증배율을 가지고 있습니다. InGaAs APD는 Ge APD보다 더 비싸지만 더 나은 잡음 특성과 더 높은 검출 대역폭을 가지고 있습니다. 애벌런치 포토다이오드의 일반적인 응용 분야에는 광섬유 통신, 거리 측정, 이미징, 고속 레이저 스캐너, 레이저 현미경 및 광학 시간 영역 반사 측정(OTDR)의 수신기가 포함됩니다.
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