Studio di fotodiodi a valanga per il calorimetro CMS al LHC del CERN"

R
ideale
reale
λ=E g
λ
Figura 2.6: Caratteristica risposta del fotodiodo PIN, in funzione della lunghezza d'onda,
per un valore costante di energia incidente. La curva tratteggiata indica lo scostamento dalle
condizioni ideali.
Denendo n i la concentrazione di carica, cioe ilnumero di elettroni presente in banda
di conduzione, ed essendo questa proporzionale a e , Eg
2KT , si ottiene che la corrente
di diusione e proporzionale a n 2 i , mentre la corrente di generazione e proporzionale
a n i . Questo signica che la corrente di diusione avra una piu forte dipendenza
dall'ampiezza di banda e dalla temperatura rispetto alla corrente di generazione. Il
termine di generazione diventa quindi preponderante solo a basse temperature dove
I D e proporzionale a p V bias , poiche l'ampiezza della regione di svuotamento ha la
medesima dipendenza dalla tensione di alimentazione. Ad alta temperatura questa
corrente tende a saturare, ed il termine di diusione diventa dominante.
Scomparsa quindi la dipendenza da n 2 i il valore della corrente oscura aumenta
rapidamente al crescere della temperatura (vedi gura 2.7).
2.3.3.4 Nuclear Counter Eect
Un notevole limite applicativo del diodo PIN e rappresentato dal Nuclear
Counter Eect (NCE). Si tratta del segnale prodotto da particelle cariche che
attraversano il fotodiodo, provocando una ionizzazione del mezzo. In uno spessore
di silicio x si generano coppie elettrone-lacuna secondo la seguente legge [16]:
dove:
dn
dx = dE
dx 1
E e=l
' 100 e=l coppie=m: (2.9)
30