Avalanche Multiplication (눈사태 곱셈)

애벌런치 증폭은 반도체 포토다이오드에서 항복 전압 바로 아래로 역 바이어스될 때 발생하는 전류 증폭 현상입니다.

포토다이오드의 힘을 열다

가장 희미한 빛의 깜박임조차 증폭하여 강력한 전기 신호로 변환할 수 있는 장치를 상상해 보세요. 이것이 바로 특별히 설계된 반도체 포토다이오드 내부에서 일어나는 매혹적인 현상인 애벌런치 증폭의 마법입니다.

어떻게 작동하나요?

포토다이오드, 즉 작은 반도체 장치가 역 바이어스되었다고 상상해 보세요. 즉, 전류 흐름을 차단하기 위해 전압이 가해지는 것입니다. 우리는 이 전압을 항복 지점, 즉 항복 전압 바로 아래 지점으로 조심스럽게 조정합니다.

이제, 빛의 단일 광자조차도 포토다이오드에 부딪히면 연쇄 반응을 일으킵니다.

이 폭포 효과는 단일 광자에 의해 생성된 초기 전류를 빠르게 증폭하여 빛 신호를 기하급수적으로 증폭시킵니다.

애벌런치 증폭의 장점:

애벌런치 증폭은 광섬유 통신, 빛 감지 및 거리 측정(LIDAR), 단일 광자 계수와 같은 다양한 응용 분야에서 강력한 도구이며 빛 감지의 경계를 넓히고 있습니다.

다음은 분석입니다.

역 바이어스된 포토다이오드: 이것을 모든 사람이 소리 지르기 시작하는 지점(항복 전압) 바로 아래의 매우 긴장된 분위기가 있는 거래 플로어로 생각하십시오.
포토다이오드에 빛이 닿음: 이것은 상황을 시작하는 초기 소문과 같습니다.
전자-정공 쌍 생성: 소문은 흥분을 일으켜 흥분한 트레이더(전자) 쌍과 그들이 남긴 빈 공간(정공)을 생성합니다.
높은 전기장: 긴장된 분위기(높은 전기장)는 이러한 흥분된 트레이더가 다른 사람과 부딪히게 하여 훨씬 더 많은 흥분된 트레이더를 생성합니다.
연쇄 반응: 이 과정은 연쇄 반응과 같이 반복되어 점점 더 많은 트레이더가 흥분에 사로잡힙니다.
큰 전류: 그 결과는 거래 플로어에서 대규모 활동(전류)의 급증이며, 이 모든 것은 초기 소문에 의해 촉발되었습니다.

따라서 작은 소문이 거래 플로어에서 큰 소동을 일으킬 수 있는 것처럼, 약간의 빛으로도 애벌런치 증폭 하에서 포토다이오드에서 큰 전류를 유발할 수 있습니다. 그것은 모두 그 빠르고 연쇄적인 효과에 관한 것입니다!

설명: 애벌런치 증폭은 반도체 포토다이오드에서 항복 전압 바로 아래로 역 바이어스될 때 발생하는 전류 증폭 현상입니다.

애벌런치 증폭의 장점

애벌런치 증폭의 단점

다양한 분야에서의 애벌런치 증폭

천문학: 증가된 감도는 희미한 천문학적 물체를 감지하는 데 특히 유용합니다. 그러나 노이즈 발생은 약한 신호 감지를 방해할 수 있습니다.
망원경 영상: 빠른 응답 시간을 통해 천체의 급격한 변화를 포착할 수 있습니다. 단점은 가변적인 조건에서 정확한 바이어스 제어를 유지하는 것이 어려울 수 있다는 것입니다.