Laviinfotodiood
Laviinfotodiood ehk APD-diood (lühend inglise keele sõnadest avalanche photodiode) on fotodiood, mis kasutab laengukandjate tekitamiseks sisefotoefekti ja kiirguse mõjul tekkiva fotovoolu sisemiseks võimendamiseks kontrollitud laviinläbilööki. Otstarbe ja suure optilise tundlikkuse poolest on laviinfototodiood võrreldav vastava elektrovaakumseadisega, s.o fotokordistiga.
Ehitus ja talitlus muuda
Laviinfotodiood sarnaneb ehituselt pin-dioodiga, kuid selle erinevusega, et siirde struktuuris on lisaks omajuhtivusega i-kihile võrdlemisi tugevalt legeeritud (dopeeritud) kitsas p-kiht. Niisuguse struktuuri vastupingestamisel kasvab p-tsoonis järsult väljatugevus, mis kiirendab laengukandjaid sedavõrd, et nad kutsuvad esile tõukeionisatsiooni teel järjest uusi sekundaarseid laengukandjaid.
Kui vastupinge dioodil on lähedane läbilöögipingele, saavutatakse võimendus (multiplikatsioonitegur) M = 100…1000. Võimendus kasvab koos vastupingega. Seetõttu on niisuguste dioodide läbilöögitugevus vähemalt sadades voltides (mõnel tüübil isegi 1500 V).
Veelgi suuremat võimendust (105…106) annavad diooditüübid, mida on võimalik tööle panna läbilöögirežiimis. Sel juhul kasutatakse väga lühiajalisi stabiliseeritud kõrgepingeimpulsse. Niisuguste laviinfotodioodidega detektorid võivad reageerida üksikutele footonitele (piisavalt madala mürataseme korral).
Omadused ja kasutamine muuda
Laviinfotodioodid on võimelised detekteerima väga nõrka kiirgust gigahertsidega mõõdetavas sagedusalas. Suurim spektraalne tundlikkus jääb olenevalt lähtematerjalidest lainepikkuste vahemikku 250…1700 nm. Iga diooditüüp katab sellest vahemikust ainult teatud osa.
APD-dioodid on kasutusel näiteks laserkaugusmõõdikutes ja kiudoptilistes sideliinides. Uutest kasutusvaldkondadest võib nimetada positronemissioontomograafiat ja elementaarosakeste füüsikat.