雪崩光电二极管

高速运动的电子和晶格原子相碰撞， 使晶格原子电离，产生新 的电子 - 空穴对。新产生的二次电子再次和原子碰撞。如此多 次碰撞，产生连锁反应，致使载流子雪崩式倍增。所以这种器 件就称为雪崩光电二极管(APD)。
光电二极管的电流增益用倍增因子M表示：
其中，IM是雪崩增益后输出电流的平均值，IP未倍增时的初级光电流。V是 反向偏压，VB是二极管击穿电压。n一般为2.5~7。实际上雪崩过程是统计过程， 并不是每一个光子都经过了同样的放大，所以M只是一个统计平均值。
响应度RAPD：表征光电二极管的转换效 率。
η:量子效率
意义：单位入射光功率所产生的短路光电流
信噪比：
APD由于具有内部增益，因此没有放大器噪声的影响。 与普通光电二极管相比，有更高的灵敏度。
散射噪声：由于一个个入射光子产生的不均匀的或杂乱的
电子空穴对引起的。既有器件的粒子无规则起伏引起的。
暗电流噪声：没有光入射时，流过检测器偏置的电流引起
的噪声。
过剩噪声：由于雪崩过程具有随机特性，光生载流子增益
过程因增益的随机起伏，产生了一种超过原来散射噪声水平 的噪声，称为过剩噪声。
不同温度下，倍增因子与偏置电 压的关系曲线
不同温度下，APD电流与偏置电压的 关系曲线
这是因为增大温度，非离 化散射增大，使得离化系 数降低，增益降低。故而 降温有利于弱电流探测。

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雪崩光电二极管特点:
•雪崩光电二极管具有电流增益大，灵敏度高，频率 响应快的优点。是目前响应最快的一种光敏二极管。它 在微弱辐射信号的探测，光子计数方向被广泛地应用。 •在设计雪崩光敏二极管时，要保证载流子在整个光 敏区的均匀倍增，这就需要选择无缺陷的材料，必 须保持更高的工艺和保证结面的平整。 •其缺点是工艺要求高，受温度影响大。
雪崩光电二极管是利用PN结在高反向电压下产 生的雪崩效应来工作的一种二极管。
雪崩光电二极管是具有内增益的一种光伏器件。 它利用光生载流子在强电场内的定向运动产生雪崩效应， 以获得光电流的增益。在雪崩过程中，光生载流子在 强电场的作用下高速定向运动，具有很高动能的光生 电子或空穴与晶格原子碰撞，使晶格原子电离产生二 次电子－空穴对；二次电子和空穴对在电场的作用下 获得足够的动能，又使晶格原子电离产生新的电子－ 空穴对，此过程像“雪崩”似地继续下去。电离产生 的载流子数远大于光激发产生的光生载流子数，这时 雪崩光电二极管的输出电流迅速增加。
光电二极管
利用光产生伏打效应，将光信号转 变成电信号的光探测器件。 基于反偏压结(PN结，肖特基结)的 少子抽取作用。光照产生非平衡载流子， 被内建电场和反偏压电场漂移，形成大 的反向电流，既光电流。光电流与入射 光强度成正比，与入射光频率密切相关， 因此可以把光信号转变成电信号，从而 起到光探测的目的。