تم تصميم الثنائي الضوئي للانهيار الجليدي بواسطة المهندس الياباني&مثل ؛ Jun-ichi Nishizawa"؛ في عام 1952. يعد الثنائي الضوئي للانهيار الجليدي كاشفًا حساسًا للغاية لأشباه الموصلات يستخدم التأثير الكهروضوئي لتحويل الضوء إلى كهرباء.
في أنظمة اتصالات الألياف الضوئية ، يتم استخدام مكون واحد مثل الثنائي الضوئي الانهيار الجليدي لتحويل الضوء إلى إشارة كهربائية. أثناء عملية الانهيار الجليدي ، تتولد حاملات الشحنة عن طريق الاصطدامات. تخلق الفوتونات الشبيهة بالجسيمات الخفيفة العديد من الإلكترونات ، والتي بدورها تخلق تيارًا كهربائيًا.
ما هو الثنائي الضوئي الانهيار الجليدي
الصمام الثنائي الذي يستخدم طريقة الانهيار الجليدي لتوفير أداء إضافي مقارنة بالديودات الأخرى يسمى الثنائي الضوئي الانهيار الجليدي.
تقوم الثنائيات الضوئية الانهيار الجليدي بتغيير الإشارة الضوئية إلى إشارة كهربائية ويمكن أن تعمل بجهد عالٍ للانحياز العكسي. يشبه رمز الثنائي الضوئي للانهيار الجليدي رمز الصمام الثنائي Zener.
هيكل ثنائي ضوئي أفالانش
يتشابه هيكل الثنائي الضوئي لرقم التعريف الشخصي (PIN) والثنائي الضوئي الانهيار الجليدي ويتكون من منطقتين مخدرتين بشدة ومنطقتين مخدرتين قليلاً ، والمناطق المخدرة بشدة هي P + و N + ، بينما المناطق المخدرة قليلاً هي أنا و P.
في المنطقة الجوهرية ، يكون عرض طبقة النضوب للديود الضوئي الانهيار الجليدي رقيقًا إلى حد ما مقارنةً بعرض الثنائي الضوئي PIN. هنا ، تعمل المنطقة p + مثل الأنود ، بينما تعمل المنطقة n + مثل الكاثود.
بالمقارنة مع الثنائيات الضوئية الأخرى ، تعمل الثنائيات الضوئية الجليدية في ظل ظروف تحيز عكسي عالية. لذلك ، يتم ضرب الانهيار الجليدي بواسطة حاملات الشحنة المتكونة من اصطدام الضوء أو الفوتونات. يزيد عمل الانهيار الجليدي من كسب الثنائي الضوئي بعامل من عدة عوامل لتوفير نطاق حساسية عالي.
معايير التشغيل
يحدث انهيار الانهيار الجليدي في المقام الأول عندما يتعرض الثنائي الضوئي لجهد عكسي أقصى يعزز المجال الكهربائي وراء طبقة النضوب. عندما يخترق الضوء الساقط منطقة p + ، يتم امتصاصه في المنطقة p شديدة المقاومة ثم يولد أزواج ثقوب إلكترونية.
طالما يوجد مجال كهربائي مرتفع ، فإن حاملات الشحنة بما في ذلك سرعة تشبعها تنجرف إلى منطقة pn +. عندما تكون السرعة القصوى ، سوف تصطدم الناقلات من خلال ذرات أخرى وتولد أزواجًا جديدة من الثقوب الإلكترونية ، وستؤدي أزواج حامل الشحنة الضخمة إلى تيارات ضوئية عالية.
عملية الصمام الثنائي الضوئي الانهيار الجليدي
يمكن إجراء عملية الثنائي الضوئي الانهيار الجليدي بالكامل في ديوضع الطرح. ومع ذلك ، بالإضافة إلى وضع الانهيار الخطي ، يمكنهم أيضًا العمل في وضع جيجر. في وضع التشغيل هذا ، يمكن أن يعمل الثنائي الضوئي بجهد الانهيار المذكور أعلاه. وضع آخر ،&مثل ؛ وضع جيجر الفرعي&مثل ؛ يتم تقديمه حاليًا.
الثنائيات الضوئية الانهيار الجليدي في اتصالات الألياف البصرية
في أنظمة اتصالات الألياف الضوئية (OFC) ، غالبًا ما تُستخدم الثنائيات الضوئية للانهيار الجليدي لتحديد الإشارة الضعيفة ، ولكن الدائرة تحتاج إلى التحسين بدرجة كافية لتحقيق نسبة إشارة إلى ضوضاء عالية (S / N). هنا ، يجب أن تحصل SNR على نسبة إشارة إلى ضوضاء مثالية ويجب أن تكون الكفاءة الكمية عالية لأن هذه القيمة هي الحد الأقصى تقريبًا ، بحيث يتم ملاحظة معظم الإشارة.
خصائص الثنائي الضوئي الانهيار الجليدي
الثنائيات الضوئية الانهيار الجليدي هي صمامات ثنائية حساسة للغاية وعالية السرعة تعمل عن طريق تطبيق جهد عكسي على طريقة الكسب الداخلي. تقيس هذه الثنائيات الضوء منخفض المدى مقارنةً بالديودات الضوئية من نوع PIN ، وبالتالي تُستخدم في التطبيقات التي تتنوع فيها الحساسية العالية ، مثل قياس المسافة الضوئية والاتصال البصري بعيد المدى.
تنصل:هذه المقالة عبارة عن مقال استنساخ للشبكة ، والغرض من استنساخ هذه المقالة هو نشر المعرفة التقنية ذات الصلة ، وحقوق الطبع والنشر تنتمي إلى المؤلف الأصلي ، إذا كان الانتهاك ، يرجى الاتصال بالمحرر لحذفها.