EO530

tecnologia ELETTRONICA OGGI 530 - novembre | dicembre 2025 62 può essere raggiunto solo un guadagno minimo. Come risultato di questo comportamento casuale, il rumore inizia a dominare la rispo- sta per guadagni valanga superiori a circa 10–20. Al contrario, lo strato di moltiplicazione nel nuovo APD InGaAs è co- stituito da una lega semiconduttrice che contiene antimonio. In que- sto nuovo materiale, quasi tutte le ionizzazioni da impatto produco- no elettroni e il processo a valanga è anche ristretto a una posizione precisa all’interno dello strato di moltiplicazione. La lega utilizzata per lo strato di moltiplicazione è un materiale omogeneo che consen- te l’uso di processi produttivi standard. Questo processo quasi deter- ministico riduce il rumore in eccesso del sistema, permettendo di ope- rare il dispositivo a guadagni valanga fino a 120. Altri fattori contribuiscono alla sensibilità complessiva degli APD, in particolare il rumore di base che deriva dai portatori di carica gene- rati termicamente, o corrente di buio. Ottimizzando i parametri di processo, il design del dispositivo e la purezza dei materiali, la cor- rente di buio nell’ultima versione del dispositivo, denominata ‘Aura’ Noiseless InGaAs APD, è stata ridotta di oltre il 75%. Questa combinazione unica di basso rumore eccessivo e bassa cor- rente di buio ha comportato un APD commerciale che è 12 volte più sensibile dei dispositivi tradizionali best-in-class. Questo apre nuove opportunità per l’ingegnerizzazione di sistemi a tempo di volo com- patti ed economici che consumano meno energia. Ulteriori benefici includono maggiore stabilità, prestazioni e robustezza. Vantaggi prestazionali I bassi livelli di rumore negli APD Aura aiutano a stabilizzare il gua- dagno fornito dal dispositivo. Gli APD tradizionali devono operare vicino alla loro tensione di rottura per ottimizzare il guadagno. Sono quindi difficili da controllare perché piccole ondulazioni nella tensio- ne di alimentazione possono generare grandi variazioni in uscita. Al contrario, gli APD Aura possono funzionare più lontano dal punto di rottura, rendendo più facile integrarli in un progetto di sistema. I dispositivi Aura sono anche più resistenti alle variazioni di tempera- tura – un altro problema significativo per gli APD operati vicino alla rottura. Questo perché la tensione di rottura dipende dalla temperatu- ra. Anche variazioni minime possono modificare il punto di rottura di centinaia di millivolt. Una volta che il dispositivo è integrato nel siste- ma, è anche difficile misurare la temperatura operativa o modificare la tensione di alimentazione, il che significa che devono essere utilizzate elettroniche specializzate, aggiungendo dimensioni e costi, per com- pensare i cambi di temperatura e mantenere costante il guadagno. Far funzionare il dispositivo Aura più lontano dal punto di rottura mi- tiga il problema. In modo significativo, l’APD Aura è stato progettato per ridurre la deriva di temperatura della tensione di rottura a circa 20 mV per Kelvin. Questo è fino a 10 volte inferiore rispetto agli APD Ridurre il rumore eccessivo dovuto alla corrente di buio è il fattore critico per migliorare la sensibilità degli APD RAPPORTO SEGNALE/RUMORE Un tempo di recupero più breve significa una migliore capacità di rispondere al prossimo segnale in arrivo RECUPERO OTTICO/POTENZA