什么是一个雪崩光电二极管？(an avalanche photodiode?)
在许多应用中，光被转换为电信号，包括光纤通信系统。能够做到这一点的一个组件是雪崩光电二极管（APD）。被称为电荷载体的粒子进入二极管并暴露在电场中。在一个叫做雪崩的过程中，粒子通过碰撞产生，一个叫做光子的光粒子可以产生许多电子，从而产生电流。光学接收器通常包括雪崩光电二极管，以及用于汽车、建筑、甚至狩猎的光子计数器和测距仪。
雪崩光电二极管通常由两个电极之间的晶体硅层构成。当光进入二极管时，一个电场触发了这个过程。有各种类型的APD，它们可以根据进入它们的光的波长而发挥作用。如果它们是由硅制成的，其光谱范围通常为300至1100纳米，而锗雪崩光电二极管通常适用于800至1600纳米的光波长。另一个由铟、镓和砷制成的版本可以在900到1700纳米的波长下工作。
雪崩光电二极管通常有一系列的尺寸。较大的二极管可以比较小的二极管获得更多的光，而且不需要其他的光学元件，因为这些元件会增加费用。当半导体晶圆空间有限时，使用较小的品种是有益的。APD通常最适合用于光强度相对较低，但需要检测中高频率的情况。
具有正负电荷的硅元件经常被用于雪崩光电二极管中。该设置通常会产生一个反向偏置电压，指的是电压在一端比另一端高。击穿电压是能够触发二极管导电的最小电流。如果携带电荷的粒子以足够高的速度加速，雪崩效应就会持续。反向偏置电压通常必须高于击穿电压；如果低于击穿电压，那么摩擦就会导致粒子减速。
一个光学系统的传输能力往往取决于所使用的雪崩光电二极管的类型。距离测量系统也能受益，如执法部门的交通测速枪，以及猎人使用的测距仪。雪崩光电二极管通常是港口导航系统、勘测设备或需要感知人和设备距离的机器中的激光传感器的一部分。它们也可以成为汽车司机的危险警告系统的一部分。
- 发表于 2022-02-10 19:00
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- 分类：科学
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