Структурная схема оптического приемника. Лавинный фотодиод и его характеристики.

Схема цифрового фотоприемника: с выхода фотодетектора (ФД) электрический ток поступает на трансимпендансный усилитель (ТУ), далее на усилитель (У) с использованием автоматического регулятора усиления тока (АРУТ) и затем на блок данных, где он делится на три части (формирование тактовой частоты, формирование постоянного порога тока, подача сигнала на схему сравнения (время сравнения задается током генератора)).Конструкция фотоприемника состоит из четырех элементов:

1) Оптоэлектронное преобразование;

2) Линейное усиление электрического тока;

3) Восстановление данных;

4) Создание выходного электрического сигнала;

Лавинный фотодиод

Построен по тому же принципу что и p-i-nфотодиод, но не содержит область усиления. К 3м слоям добавляется слой умножения. Структурная схема ЛФД:

M =50÷100 (для кремния), 2-15 для германиевых, 10-35 для арсенидогалиевых –коэффициент лавинного умножения (1 электрон вызывает реакцию еще 50-100 электронов, т.е. усиление). Лавинное умножение достигается за счет увеличения напряжение смещения, до величины близкой к пробою. При этом на p-n переход устанавливается очень сильное электронное поле E> 10⁵В/см. Фотоны пролетают слой умножения и не успевают взаимодействовать с кристаллом материала. Носители зарядов, которые образуются в слое поглощения, начинают дрейфовать к советующему потенциалу. Попадая в слой умножения, носители приобретают дополнительную кинетическую энергию, отдавая часть этой энергии другим носителям, заставляя двигаться также к потенциалам. Процесс увеличения числа носителей заряда развивается лавинообразным способом и характеризуется коэффициентом: ,где (Si)

Динамический диапазон приблизительно 20Дб.

Преимущество: высокое быстродействие

Недостатки: высокое напряж. смещения, сложность управления напряж. смещения.