論文の概要: A Noise Model for Multilayer Graded-Bandgap Avalanche Photodiodes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.06729v1
• Date: Wed, 14 Sep 2022 15:37:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-26 17:00:40.561566
• Title: A Noise Model for Multilayer Graded-Bandgap Avalanche Photodiodes
• Title（参考訳）: 多層型グレードバンドギャップアバランシェフォトダイオードのノイズモデル
• Authors: Ankitha E. Bangera
• Abstract要約: 多層グレードバンドギャップアバランシェフォトダイオード(APDs)は将来の決定論的光増倍器である。 段階的にイオン化の不規則性が悪化し、ステップ数が増加する。 これらの衝撃電離の不規則性は、これらのAPDの主要なノイズ源である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Multilayer graded-bandgap avalanche photodiodes (APDs) are the future deterministic photomultipliers, owing to their deterministic amplification with twofold stepwise gain via impact ionization when operated in the staircase regime. Yet, the stepwise impact ionization irregularities worsen as the number of steps increases. These irregularities in impact ionization are the major source of noise in these APDs. These solid-state devices could replace conventional silicon photomultiplier tubes if they are carefully studied and designed. A noise model for multistep staircase APDs, considering equal stepwise ionization probabilities is previously reported. However, we derive a generalized noise model for multilayer graded-bandgap APDs, applicable for all operating biases, which include the sub-threshold, staircase, and tunnelling breakdown regimes. Moreover, the previous noise model's expression for the total excess noise factor in terms of ionization probabilities of the multistep staircase APD follows Friis's total noise factor. However, we demonstrate that our derived expression matches Bangera's correction to Friis's total noise factor.
• Abstract（参考訳）: 多層グレードバンドギャップ・アバランシェ・フォトダイオード (APD) は将来の決定論的光増倍器であり, 階段で操作した場合, 衝撃電離により2倍の利得が得られた。 しかし、ステップ数が増えるにつれて、イオン化の不規則性に段階的に影響する。 これらの衝撃電離の不規則性はこれらのAPDの主要なノイズ源である。 これらの固体デバイスは、慎重に研究され設計された場合、従来のシリコン光増倍管を置き換えることができる。 等段階イオン化確率を考慮した多段APDのノイズモデルについて, 前報で報告する。 しかし, サブスレッショルド, 階段, トンネル破壊機構を含む全ての動作バイアスに適用可能な多層グレードバンドギャップAPDの一般化ノイズモデルが導出される。 さらに, 多段階段adpのイオン化確率の観点から, 総ノイズ係数に対する既往のノイズモデルによる表現は, friisのトータルノイズ係数に従う。 しかし,この表現はFriisの完全雑音係数に対するBangeraの補正と一致している。

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