CHƯƠNG 4 : BỘ THU QUANG
4.3. Đặc tính kỹ thuật của Photodiode
Độ nhạy đã được định nghĩa ở mục trên. Theo nguyên lý hoạt động của PIN và APD thì ADP nhạy hơn PIN. Độ nhạy của ADP lớn hơn PIN từ 5 đến 15 dB. Tuy nhiên nếu dùng PIN-FET thì độ nhạy của PIN-FET và ADP là xấp xỉ nhau. Bảngdưới đây trình bày độ nhạy của một số linh kiện ở các bước sóng hoạt động:
Bảng 4.2. Độ nhạy của một số linh kiện ởcác bước sóng hoạt động
4.3.2. Hiệu suất lượng tử
Theo định nghĩahiệu suất lượng tử thì đại lượng này thường có giá trị nhỏ hơn 1. Tuy nhiên, trong APD có cơ chế thác lũ, vì vậy hiệu suất lượng tử của APD được nhân lên M lần.
PIN APD
η Mη
4.3.3. Đápứng
Vì có cơ chế thác lũ trong APD nên đáp ứng R của APD rất cao, và cao hơn đáp ứng củaPIN hàng trăm lần.
Bảng 4.3. Bảng so sánh đáp ứng giữa PIN và APD
4.3.4. Dải động
Dải đông của ADP rộng hơn PIN. Cụ thể: đoạn tuyến tính của ADP có mức công suất quang thay đổi từ vàiphần nW đến vài μW (tức dải động thay đổi với hệ số >1000), còn PIN có dải động với hệ số ≈ 100.
4.3.5. Dòng tối
Dòng tối là nhiễu do linh kiên kiện tách sóng quang tạo ra. Do APD có cơ chế nhân thác lũ nên dòng tối của APD cũng được nhân lên. Vì vậy dòng nhiễu của APD lớn hơn so với PIN rất nhiều.
Bảng 4.4. Bảng so sánh dòng tối giữa PIN và APD
PIN ADP
- Id có đổi từ vài phần nAđến vài trăm nA - Si có dòng tối nhỏ nhất, InGaAs lớn nhơn và Ge có Id max
4.3.6. Độ ổn định
Vì hệ số nhân thác lũ của APDphụ thuộc vào nhiệt độ và điện áp phân cực ngược nên độ ổn địnhcủa APD kén hơn PIN rất nhiều.
Bảng 4.5. Bảng so sánh độổn định giữa PIN và APD
PIN ADP
- Ít nhạy với nhiệt độ - Hệ số nhân M thay đổi theo nhiệt độ và áp phân cực ngược
4.3.7. Điện áp phân cực
Để APD có thể hoạt động được thì ápphân cực ngược cho APD rất cao.
Bảng 4.6. Bảng so sánh điện áp phân cực giữa PIN và APD
PIN ADP
- Áp phân cực thấp thường ≤ 20V - Áp phân cực cao, lên đến vài trăm Volt
4.3.8. Tóm Tắt
Bảng 4.7. Bảng các đặc tính cơ bản của các photodiode