Det finns många applikationer där ljus omvandlas till elektriska signaler, inklusive fiberoptiska kommunikationssystem. En komponent som kan göra detta är lavinfotodioden (APD). Partiklar som kallas laddningsbärare kommer in i dioden och utsätts för ett elektriskt fält. I en process som kallas lavin, genereras partiklar genom kollisioner, och en ljus partikel som kallas en foton kan generera många elektroner för att producera en elektrisk ström. Optiska mottagare inkluderar vanligtvis en lavinfotodiod samt fotonräknare och avståndsmätare som används i bilar, konstruktion och till och med jakt.
Lavinfotodioder är vanligtvis konstruerade av kristallina silikonskikt mellan två elektroder. Ett elektriskt fält utlöser processen när ljus kommer in i dioden. Det finns olika typer av APD som kan fungera beroende på våglängden av ljus som kommer in i dem. Om de är gjorda av kisel är spektralområdet vanligtvis 300 till 1,100 800 nanometer, medan en lavinfotodiod från germanium ofta är lämplig för ljusvåglängder från 1,600 till 900 1,700 nanometer. En annan version gjord av indium, gallium och arsenik kan fungera med XNUMX till XNUMX XNUMX nanometer våglängder.
En lavinfotodiod finns ofta i en mängd olika storlekar. Större dioder kan få mer ljus än mindre, och eliminera behovet av andra optiska komponenter som kan öka kostnader. Användningen av mindre varianter är fördelaktigt när utrymmet för halvledarskivor är begränsat. En APD lämpar sig i allmänhet bäst när ljusintensiteten är relativt låg, men det är nödvändigt att detektera medelhöga till höga frekvenser.
Kiselkomponenter med positiva och negativa elektriska laddningar används ofta i en lavinfotodiod. Inställningen skapar vanligtvis en omvänd förspänd spänning, vilket hänvisar till att spänningen är högre i ena änden än den andra. Genombrottsspänning är den minsta mängd ström som kan få dioden att leda. Lavineffekten kan fortsätta om de laddningsbärande partiklarna accelererar tillräckligt högt. Omvänd förspänning måste vanligtvis vara högre än genombrottet; om den är mindre kan friktionen göra att partiklarna saktar ner.
Överföringskapaciteten hos ett optiskt system är ofta beroende av vilken typ av lavinfotodiod som används. Avståndsmätningssystem kan också gynnas, såsom trafikhastighetspistoler för brottsbekämpande myndigheter, samt avståndsmätare som används av jägare. Lavinfotodioder är ofta en del av lasersensorer som finns i hamnavigeringssystem, undersökningsutrustning eller i maskiner som behöver känna av närheten till människor och utrustning. De kan också vara en del av varningssystem för bilförare.