Differenze tra le versioni di "Fotodiodo a valanga"

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Un '''fotodiodo a valanga''', brevemente detto '''APD''' (dall'inglese ''Avalanche PhotoDiode''), è un particolare tipo di [[diodo]] che funziona come [[sensore ottico]] in grado di riconoscere una determinata [[lunghezza d'onda]] e di trasformare questo evento in un segnale elettrico di [[corrente]] amplificandolo al suo interno. Dal punto di vista circuitale, il fotodiodo a valanga è quasi identico al [[fotodiodo]].
{{W|ingegneria|giugno 2007}}
Un '''fotodiodo a valanga''', brevemente detto '''APD''' (Avalanche PhotoDiode), è un particolare tipo di [[diodo]] che funziona come sensore ottico in grado di riconoscere una determinata [[lunghezza d'onda]] e di trasformare questo evento in un segnale elettrico di corrente amplificandolo al suo interno.
 
==Struttura del fotodiodo a valanga==
Un fotodiodo a valanga è sostanzialmente un [[fotodiodo]] particolare caratterizzato solitamente da 4 strati di [[semiconduttore]] drogati asimmetricamente. Abbiamo quindi, in sequenza, queste zone:
 
#la zona ''p+'', cioè una zona molto drogata con ''<math>{N_a}</math>'' [[Accettore di elettroni|accettori]];
#la zona ''intrinseca'' di semiconduttore che come nel fotodiodo [[fotodiodoDiodo PIN|PiN]], serve a tenere quasi costante il [[campo elettrico]], ad aumentare l'[[efficienza quantica]] e a diminuire la [[condensatore|capacità di giunzione]];
#la zona ''p'', una zona drogata con ''<math>{N_a}</math>'' accettori, ma in quantità inferiore alla prima;
#la zona ''n+'', zona caratterizzata dalla presenza di molti atomi ''<math>{N_d}</math>'' donori[[Donatore di elettroni|donatori]].
 
La terza zona, o zona ''p'', rappresenta la parte fondamentale del fotodiodo a valanga, perché permette l'effetto moltiplicativo o di guadagno delle cariche. In pratica, le cariche primarie prodotte nella zona intrinseca per effetto fotoconduttivo, creano un [[effetto a valanga]] che genera un numero elevato di cariche secondarie. Queste cariche secondarie quindi saranno quelle che generano la corrente prodotta dal fotodiodo.
 
==Funzionamento circuitale==
Dal punto di vista circuitale, il fotodiodo a valanga è quasi identico al [[fotodiodo]].
 
==Parametri di efficienza==
Nel valutare i fotodiodi a valanga si utilizzano sempre due parametri di efficienza per valutare e compararne le prestazioni: il '''fattore moltiplicativo random''' e il '''fattore di rumore in eccesso'''.
 
;M - Fattore moltiplicativo random: Il ''Ilrandom Random Moltiplicatormoltiplicator factor'' '''M''' è il rapporto tra il numero di [[Eccitone|EHP]] secondarie generate e il numero di [[Eccitone|EHP]] primarie ottenute per fotoconduttività.'' Spesso il fattore M viene anche chiamato guadagno del fotodiodo.
;M - Fattore Moltiplicativo random
''Il Random Moltiplicator factor '''M''' è il rapporto tra il numero di [[Eccitone|EHP]] secondarie generate e il numero di [[Eccitone|EHP]] primarie ottenute per fotoconduttività.'' Spesso il fattore M viene anche chiamato guadagno del fotodiodo.
 
;F - Fattore di rumore in eccesso: L<nowiki>'</nowiki>'L'Excessexcess Noisenoise factor'' '''F''' è il rapporto tra la media del quadrato di '''M''' e il quadrato della media di '''M'''''.
;F - Fattore di Rumore in eccesso
''L'Excess Noise factor '''F''' è il rapporto tra la media del quadrato di '''M''' e il quadrato della media di '''M'''''.
Anch'essa ha un'equazione che la definisce:
 
<math>F=\bar{M}^{x}</math><br>
 
Dove '''x''' dipende dal tipo di materiale drogante presente nella zona intrinseca.
 
==Bibliografia==
* S. Kagawa, T. Kaneda, T. Mikawa, Y. Banba, Y. Toyama, and O. Mikami, ''Fully ion-implanted p + -n germanium avalanche photodiodes'', Applied Physics Letters vol. 38, n. 6, pp. 429–431 (1981) doi:10.1063/1.92385
* Hyun, Kyung-Sook; Park, Chan-Yong; ''Breakdown characteristics in InP/InGaAs avalanche photodiode with p-i-n multiplication layer structure'', Journal of Applied Physics, vol. 81, n. 2, pp.974–984 (1997) doi:10.1063/1.364225
 
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