APD so với PIN có nhược điểm gi?

Hiện tượng suy hao trong sợi quang là sự giảm công suất tín hiệu quang khi lan truyền trong sợi quang. Điều này xảy ra do nhiều yếu tố như hấp thụ, tán xạ và uốn cong sợi quang. Do đó, đáp án B là chính xác nhất. Các đáp án khác không mô tả đúng hiện tượng suy hao.

Hiện tượng nhân thác lũ hạt mang điện (avalanche multiplication) xảy ra trong các diode avalanche, thường được gọi là APD (Avalanche Photodiode). Trong APD, một photon khi hấp thụ sẽ tạo ra một electron-hole pair. Dưới điện trường mạnh, các hạt này tăng tốc và va chạm với các nguyên tử khác, tạo ra nhiều electron-hole pairs hơn, dẫn đến hiệu ứng nhân thác lũ.

PIN diode (PIN), LD (Laser Diode), và LED (Light Emitting Diode) không hoạt động dựa trên hiện tượng nhân thác lũ hạt mang điện.

Do đó, đáp án đúng là APD.

PIN (Positive-Intrinsic-Negative diode) là một loại diode có cấu trúc ba lớp bán dẫn: một lớp P (Positive), một lớp I (Intrinsic - lớp bán dẫn tinh khiết hoặc pha tạp rất nhẹ), và một lớp N (Negative). PIN hoạt động dựa trên nguyên lý hấp thụ photon. Khi photon có năng lượng đủ lớn chiếu vào diode PIN, nó có thể tạo ra các cặp electron-hole trong lớp I. Các electron và hole này sau đó bị tách ra và di chuyển về các cực tương ứng do điện trường trong diode, tạo ra dòng điện. Do đó, đáp án C là chính xác.

A. Phát xạ tự kích: Đây là nguyên lý hoạt động của laser, không phải diode PIN. B. Phát xạ tự phát: Đây là quá trình phát xạ ánh sáng ngẫu nhiên, không liên quan trực tiếp đến hoạt động chính của diode PIN. D. Bức xạ nhiệt: Đây là hiện tượng phát xạ năng lượng dưới dạng nhiệt, không phải nguyên lý hoạt động của diode PIN.

APD (Avalanche Photodiode) so với PIN diode có ưu điểm nổi bật là độ nhạy cao hơn. Điều này là do APD sử dụng hiệu ứng nhân thác (avalanche effect) để khuếch đại tín hiệu quang điện, giúp phát hiện các tín hiệu ánh sáng rất yếu. Các ưu điểm khác của APD bao gồm:

• Độ nhạy cao hơn: Như đã giải thích ở trên, APD có khả năng phát hiện các tín hiệu ánh sáng yếu tốt hơn PIN diode.
• Tốc độ hoạt động nhanh hơn: APD thường có tốc độ đáp ứng nhanh hơn so với PIN diode, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu băng thông cao.

Tuy nhiên, APD cũng có một số nhược điểm:

• Dòng tối lớn hơn: APD có dòng tối lớn hơn so với PIN diode, điều này có thể gây ra nhiễu trong một số ứng dụng.
• Giá thành cao hơn: APD thường có giá thành cao hơn so với PIN diode do cấu trúc phức tạp hơn.
• Yêu cầu điện áp hoạt động cao hơn: APD yêu cầu điện áp hoạt động cao hơn so với PIN diode để tạo ra hiệu ứng nhân thác.

Trong các lựa chọn được đưa ra, "Độ nhạy cao hơn" (D) là ưu điểm chính và quan trọng nhất của APD so với PIN diode.

Linh kiện tách sóng quang (Optical Splitter) có nhiệm vụ chia tách tín hiệu quang từ một sợi quang đầu vào thành nhiều sợi quang đầu ra. Các sợi quang đầu ra này sẽ có cường độ tín hiệu quang giảm đi so với sợi quang đầu vào, tuy nhiên, nó cho phép truyền tín hiệu quang tới nhiều điểm khác nhau.

Các đáp án khác không chính xác vì:

• Đáp án A: Khuếch đại ánh sáng là chức năng của bộ khuếch đại quang.
• Đáp án B: Sửa dạng tín hiệu quang không phải chức năng chính của bộ tách sóng quang.
• Đáp án C: Biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang là chức năng của bộ phát quang hoặc bộ điều chế.
• Đáp án D: Biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện là chức năng của bộ thu quang.