Photodiodes d'avalanche: principes et applications

Cette séance de cours couvre les principes et les applications des photodiodes d'avalanche (APD). Il commence par une explication du processus d'avalanche dans les semi-conducteurs, détaillant comment les électrons sont accélérés par un fort champ électrique pour générer des paires électron-trou. L'instructeur discute des coefficients d'ionisation pour les électrons et les trous, en soulignant la signification de ces coefficients dans le fonctionnement des APD. La séance de cours explore ensuite les caractéristiques IV des photodiodes, en particulier près de la tension de claquage, et la nécessité de mécanismes d'extinction pour gérer le gain. La structure des APD est examinée, y compris l'utilisation d'anneaux de garde pour éviter la rupture aux limites. L'instructeur souligne l'importance d'optimiser le gain et de minimiser le courant sombre, ainsi que l'impact de la température sur la tension de claquage. Les caractéristiques du bruit, y compris le facteur de bruit excessif, sont également discutées, ainsi que des stratégies pour obtenir une amplification optimale. La séance de cours se termine par un résumé des mesures de performance des APD, y compris l'efficacité quantique, le gain et les niveaux de bruit, et leur compatibilité avec la microélectronique.