ریسیو سائیڈ کا انتخاب: ایوالانچ فوٹودیوڈز بمقابلہ PIN فوٹودیوڈز

کیوں رسیور آپ کی رینج کا فیصلہ کرتا ہے

رینج مساوات میں، رینج وصول شدہ طاقت کے مربع جزر کے مطابق بڑھتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ ایک رسیور جو 10 گنا کم روشنی دریافت کرتا ہے، آپ کو 3.2 گنا زیادہ فاصلے پر لے جاتا ہے - یہ بالکل اسی طرح ہے جیسے ٹرانسمٹ توانائی کو 10 گنا بڑھایا جائے، لیکن بغیر لیزر، ڈرائیور، آپٹکس یا آنکھ کی حفاظت کی درجہ بندی کو چھوئے۔

ریسیور مارجن بھی ٹرانسمیٹر مارجن سے سستا ہے۔ ریسیو اپرچر کو دوگنا کرنا ایک بڑا لینس لگانے کے برابر ہے۔ ٹرانسمٹ انرجی کو دوگنا کرنا ایک بڑا ڈائیوڈ، ایک زیادہ گرم ڈرائیور اور ممکنہ طور پر مختلف سیفٹی کلاس کا تقاضا کرتا ہے۔

APD بمقابلہ PIN ایک پیراگراف میں

ایک PIN فوٹودیود فوٹونز کو کیریئر میں یکساں فائدے کے ساتھ تبدیل کرتا ہے۔ سادہ، خطی، درجہ حرارت کے لحاظ سے مستحکم، اور سستا۔ اس کی حد یہ ہے کہ سگنل کرنٹ بہت چھوٹا ہوتا ہے - 1 nW وصول شدہ طاقت اور 0.5 A/W ریسپانسیویٹی پر آپ کے پاس 0.5 nA سگنل ہوتا ہے جو ٹرانسمپینڈنس ایمپلی فائر کے تھرمل شور کے ساتھ مقابلہ کرتا ہے۔

ایک ایوالانچ فوٹودیود ہر فوٹوجینیریٹڈ کیریئر کو امپیکٹ آئنائزیشن کے ذریعے بڑھاتا ہے، جس سے داخلی فائدہ 10 سے 200 تک ہوتا ہے۔ سگنل پری ایمپلی فائر کے دیکھنے سے پہلے بڑھایا جاتا ہے، اس لیے پری ایمپلی فائر کا شور غالب نہیں رہتا۔ قیمت اضافی شور ہے: ضرب کا عمل غیر متوقع ہے، لہذا فائدہ شور کی سزا کے ساتھ آتا ہے جو زیادہ M پر سگنل سے تیزی سے بڑھتا ہے۔

فائدہ بمقابلہ شور کا تبادلہ

سگنل M کے طور پر بڑھتا ہے۔ ایوالانچ شور M^x کے طور پر بڑھتا ہے، جہاں x سلیکون کے لیے 0.2 اور 0.5 کے درمیان ہوتا ہے اور InGaAs کے لیے تقریبا 0.7 سے 1.0 کے درمیان ہوتا ہے۔ کل شور تقریباً درج ذیل ہے:

کم گیین پر ایمپلیفائر ٹرم غالب ہوتا ہے اور SNR M کے ساتھ بہتر ہوتا ہے۔ ایک بہترین نقطہ کے بعد - عام طور پر M = 50 سے 150 سیلیکون کے لیے، M = 10 سے 40 InGaAs کے لیے - ایوالانچ شور غالب آ جاتا ہے اور زیادہ گیین چیزوں کو خراب کر دیتا ہے۔

یہی وجہ ہے کہ ہمارے 905 nm APDs کے لیے ایک مثالی فائدہ M = 100 مقرر کیا گیا ہے، اور یہ کہ M کو ٹریک کرنے والا بایس کنٹرول لوپ ڈیزائن کرنا فائدہ مند ہے۔ ایک APD کو مستقل بایس پر 40 K درجہ حرارت کی تبدیلی کے دوران چلانا سب سے عام ریسیور کی غلطی ہے: 0.7 V/°C کے بریک ڈاؤن دھیرے کے ساتھ، 40 K کی بغیر درست شدہ تبدیلی آپریٹنگ پوائنٹ کو اتنا ہٹا دیتی ہے کہ کئی dB ضائع ہو جاتے ہیں۔

APD کی تفصیلات کو پڑھنا

LCC2-905APD-500/230 لیں:

آخری صف وہ ہے جسے لوگ نظر انداز کرتے ہیں۔ 1.4 V/°C کا کوفی شین ضابطہ کرنا آسان ہوتا ہے۔ ایک 1.1 V/°C حصہ جس میں مضبوط ماحول روشنی کا فلٹر ہو - LCC1 ورژن - بیرونی آلات کے لیے بہتر موزوں ہے جہاں بایس ریزولوشن دن کے وقت ایمیونٹی کے مقابلے میں کم اہمیت رکھتی ہے۔

جب PIN صحیح جواب ہوتا ہے

قریب فاصلے کے لیے۔ تقریباً 50 میٹر کے اندر، کافی ریٹرن سگنل موجود ہوتا ہے اور APD کا گین غیر ضروری ہے۔ ایک اچھے ٹرانس امپیڈینس ایمپلیفائر کے ساتھ PIN آسان، سستا ہے اور بایس ڈرفٹ کو منظم کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔

بہت زیادہ بینڈوتھ۔ تقریباً 1 GHz سے اوپر، APD کا گین-بینڈوتھ پروڈکٹ حد بن جاتا ہے اور اچھی طرح ڈیزائن کیے گئے PIN ریسیور مقابلہ کرتے ہیں۔

کثیر-چینل ارے۔ ایک 16-عنصر APD ارے موجود ہے، لیکن 16 عناصر کے لیے فی چینل بایس کنٹرول ایک سنجیدہ انجینئرنگ کام ہے۔ اگر آپ کا آرکیٹیکچر حساسیت کے نقصان کو برداشت کر سکتا ہے، تو فی چینل TIA گین کے ساتھ ایک PIN ارے بنانا اور کیلیبریٹ کرنا آسان ہے۔

جب آپ کو لینیئرٹی کی ضرورت ہو۔ APDs زیادہ آپٹیکل ان پٹ پر کمپریس کرتے ہیں۔ اگر آپ وقت کے بجائے ایمپلی ٹیوڈ ناپ رہے ہیں، تو PIN درست انتخاب ہے۔

عملی چیک لسٹ

1. فعال علاقے کو اسپات کے مطابق ملائیں، زیادہ سے زیادہ دستیاب کے مطابق نہیں۔ ایک 500 µm APD میں تقریباً 5 گنا زیادہ کپیسٹنس ہے 230 µm حصہ کے مقابلے میں، جو براہ راست بینڈوڈتھ کی لاگت ہوتی ہے۔ اگر آپ کا ریٹرن اسپات 100 µm ہے، تو چھوٹا والا خریدیں۔

1. فلٹر کا بجٹ بنائیں۔ لیزر طول موج پر 5 - 10 nm بینڈپاس ہی دن کی روشنی میں کام ممکن بناتا ہے۔ اس کے بغیر، ایک APD کا گین سورج کی روشنی کو بھی اتنی ہی خوشی سے بڑھاتا ہے جتنی کہ سگنل کو۔

1. بائس کی تلافی کریں۔ یا تو ایک درجہ حرارت سے مطابقت رکھنے والا بائس نیٹ ورک یا ایک کلوزڈ لوپ کنٹرولر جو M = 100 پر گین کو برقرار رکھے۔ اگر آپ یہ چھوڑ دیتے ہیں تو 2 - 4 dB کے رینج کا بجٹ بنائیں۔

1. بینڈوڈتھ کو پلس کے مطابق ملائیں۔ BW ≈ 0.4 / t_p۔ زیادہ چوڑا بہتر نہیں ہے - یہ زیادہ اونچا ہے۔

1. اس کی حفاظت کریں۔ APDs ESD اور فارورڈ کرنٹ کی وجہ سے ناکام ہو جاتے ہیں۔ ڈیٹا شیٹ میں 1 mA فارورڈ کرنٹ کی حد کوئی مشورہ نہیں ہے، اور ہر بینچ ٹیسٹ میں ایک سیریز ریزسٹر اور زمین سے جڑا ہوا رسٹ اسٹراپ ہونا چاہیے۔

ٹرانسمٹ اور رسیو سائڈز کو سلیکٹر کے ساتھ ملا دیں - یہ ہر تجویز کردہ ٹرانسمیٹر کو ایک مطابقت پذیر ڈیٹیکٹر کے ساتھ جوڑتا ہے۔