雪崩光电二极管是一种p-n结型的光检测二极管，个中利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电旗子暗记以提高检测的灵敏度。其基本构造常常采取随意马虎产生雪崩倍增效应的Read二极管构造（即N+PIP+型构造，P+一壁吸收光），事情时加较大的反向偏压，使得其达到雪崩倍增状态；它的光接管区与倍增区基本同等（是存在有高电场的P区和I区）。
P-N结加得当的高反向偏压，使耗尽层中光生载流子受到强电场的加速浸染得到足够高的动能，它们与晶格碰撞电离产生新的电子一空穴对，这些载流子又不断引起新的碰撞电离，造成载流子的雪崩倍增，得到电流增益。在0.6～0.9μm波段，硅APD具有靠近空想的性能。InGaAs（铟镓砷）/InP（铟磷）APD是长波长（1.3μn，1.55μm）波段光纤通信比较空想的光检测器。其优化构造如图所示，光的接管层用InGaAs材料，它对1.3μm和1.55μn的光具有高的接管系数，为了避免InGaAs同质结隧道击穿先于雪崩击穿，把雪崩区与接管区分开，即P-N结做在InP窗口层内。鉴于InP材料中空穴离化系数大于电子离化系数，雪崩区选用n型InP，n-InP与n-InGaAs异质界面存在较大价带势垒，易造成光生空穴的失守，在其间夹入带隙渐变的InGaAsP（铟镓砷磷）过渡区，形成SAGM（分别接管、分级和倍增）构造。
在APD制造上，须要在器件表面加设保护环，以提高反向耐压性能；半导体材料以Si为优（广泛用于检测0.9um以下的光），但在检测1um以上的长波长光时则常用Ge和InGaAs（噪音和暗电流较大）。这种APD的缺陷便是存在有隧道电流倍增的过程，这将产生较大的散粒噪音（降落p区掺杂，可减小隧道电流，但雪崩电压将要提高）。一种改进的构造是所谓SAM-APD：倍增区用较宽禁带宽度的材料（使得不接管光），光接管区用较窄禁带宽度的材料；这里由于采取了异质结，即可在不影响光接管区的情形下来降落倍增区的掺杂浓度，使得其隧道电流得以减小（如果是突变异质结，由于ΔEv的存在，将使光生空穴有所积累而影响到器件的相应速率，这时可在突变异质结的中间插入一层缓变层来减小ΔEv的影响）。
紧张特性
①雪崩增益系数M（也叫倍增因子），对突变结
式中V为反向偏压，VB为体雪崩击穿电压；n与材料、
器件构造及入射波长等有关，为常数，其值为1～3。②增益带宽积，增益较大且频率很高时，
M(ω)·ω
式中ω为角频率；N为常数，它随离化系数比缓慢变革；W为耗尽区厚度；Vs为饱和速率；αn及αp分别为电子及空穴的离化系数，增益带宽积是个常数。要想得到高乘积，应选择大Vs，小W及小αn/αp（即电子、空穴离化系数差别要大，并使具有较高离化系数的载流子注入到雪崩区）。③过剩噪声因子F，在倍促进程中，噪声电流比旗子暗记电流增长快，用F表示雪崩过程引起的噪声附加F≈Mx。式中x称过剩噪声指数。要选择得当的M值，才能得到最佳信噪比，使系统达到最高灵敏度。④温度特性，载流子离化系数随温度升高而低落，导致倍增因子减小、击穿电压升高。用击穿电压的温度系数卢描述APD的温度特性。
β=
式中VB及VB0分别是温度为T及T0时的击穿电压。
利用时要对事情点进行温控，要制造均匀的P-N结，以防局部结面被击穿。
雪崩光电二极管的暗电流存在的缘故原由及测试方法
图3给出暗电流特性，实线为仿照结果，“”为其他文献宣布的实验结果，图中可见二者符合较好。对付小的
偏压，暗电流以扩散电流和寄生泄电流为主，对大的偏压，暗电流表现为隧穿电流)该器件的击穿电压为80.5 V。
图4给出脉冲相应特性。输入旗子暗记宽度为10ps峰值功率1mW的Gauss形脉冲，偏压为50V，取样电阻为5 0 SZ，光由P区人射。由图可见，仿照结果与实验结果比较符合。这个器件本身的电容比较小，寄生电容对波形的影响比较大。图中给出1sCpF和1.5pF两条仿照曲线，对应的半峰全宽（FWHM）分别为150 ps和175 ps，其他文献给出的结果为140ps.由以上比较结果可见，这里给出的PIN-APD电路模型能比较好的预测器件的性能.此外，这里还给出了对这个器件的其它仿照结果。见图5--7.图5给出对应不同光功率的光电流曲线。在很大的偏压范围内，曲线都比较平坦，只有在靠近击穿电压时，光电流才随偏压的提高而增大，这紧张是隧穿电流造成的。图6给出1W输入光功率情形下的量子效率随偏压的变革关系。这里量子效率定义为光生电子一空穴对数与人射光子数之比。当偏压小于55 V时，量子效率基本保持为40%，随偏压升高，量子效率迅速增大，对应80 V的量子效率为9.457%，图7给出不同偏压下的脉冲相应，条件
同图4。由图可见，随偏压的增大，相应幅度增大,FWHM增大，这是由于雪崩效应造成的。当偏压靠近击穿电压时，该器件已不能相应这样短的脉冲。
雪崩光电二极管的保护
雪崩光电二极管是一种p-n结型的光检测二极管，个中利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电旗子暗记以提高检测的灵敏度。其基本构造常常采取随意马虎产生雪崩倍增效应的Read二极管构造（即N+PIP+型构造，P+一壁吸收光），事情时加较大的反向偏压，使得其达到雪崩倍增状态；它的光接管区与倍增区基本同等（是存在有高电场的P区和I区）。
P-N结加得当的高反向偏压，使耗尽层中光生载流子受到强电场的加速浸染得到足够高的动能，它们与晶格碰撞电离产生新的电子一空穴对，这些载流子又不断引起新的碰撞电离，造成载流子的雪崩倍增，得到电流增益。在0.6～0.9μm波段，硅APD具有靠近空想的性能。InGaAs（铟镓砷）/InP（铟磷）APD是长波长（1.3μn，1.55μm）波段光纤通信比较空想的光检测器。
光的接管层用InGaAs材料，它对1.3μm和1.55μn的光具有高的接管系数，为了避免InGaAs同质结隧道击穿先于雪崩击穿，把雪崩区与接管区分开，即P-N结做在InP窗口层内。鉴于InP材料中空穴离化系数大于电子离化系数，雪崩区选用n型InP，n-InP与n-InGaAs异质界面存在较大价带势垒，易造成光生空穴的失守，在其间夹入带隙渐变的InGaAsP（铟镓砷磷）过渡区，形成SAGM（分别接管、分级和倍增）构造。在APD制造上，须要在器件表面加设保护环，以提高反向耐压性能；半导体材料以Si为优（广泛用于检测0.9um以下的光），但在检测1um以上的长波长光时则常用Ge和InGaAs（噪音和暗电流较大）。
这种APD的缺陷便是存在有隧道电流倍增的过程，这将产生较大的散粒噪音（降落p区掺杂，可减小隧道电流，但雪崩电压将要提高）。一种改进的构造是所谓SAM-APD：倍增区用较宽禁带宽度的材料（使得不接管光），光接管区用较窄禁带宽度的材料；这里由于采取了异质结，即可在不影响光接管区的情形下来降落倍增区的掺杂浓度，使得其隧道电流得以减小（如果是突变异质结，由于ΔEv的存在，将使光生空穴有所积累而影响到器件的相应速率，这时可在突变异质结的中间插入一层缓变层来减小ΔEv的影响）。
浅说雪崩光电二极管
光电二极管模式—光电流在图2所示环路中流动，从而正向偏置二极管。根据二极管对数正向V-I特性，卸载输出电压与光电流差不多成对数关系（极低电流下由RD改动）。因此，输出电压随辐照度而呈现高非线性变革。这种特点有益于一些运用，由于在全体宽范围内光芒“亮度”的明显变革（眼睛便是完美的对数）产生类似的电压变革。由于二极管V-I特性的温度依赖性，电压与辐照度的绝对关系关不理想。
二极管电容限定了光伏模式的频率相应。辐照度的迅速变革必会对CD充电和放电。这不是快速相应所利用的模式。
利用一个大略的非逆运算放大器电路，我们可以缓冲或者放大输出。利用低输入偏置电流的CMOS或者JFET运算放大器，这样您就可以不在低辐照度水平下给光电二极管施加负载。
为了在光伏模式下发电，我们须要加载输出，然后大幅降压。最高功率输出的负载情形取决于辐照度。
光电导模式—二极管电压保持恒定不变（常常为0V，如图3所示）。跨阻抗放大器（TIA）常用于将光电流转换为电压。可以在光电二极管上利用反向偏置来降落其电容，但这会构成“暗电流”泄电流。由于在二极管上没有形成正向电压，因此相应随辐照度的变革非常线性。其余，二极管电容的电压不随辐照度的变革而变革，因此频率相应得到极大改进。低电容仍旧很主要，由于它在反馈通路中形成一个极。它一样平常会哀求利用一个反馈电容器CF，以得到稳定性。
只需通过一个低值（约50欧姆）电阻器增加光电二极管负载，您可以得到光电导模式的诸多好处。如果二极管电压不超出20mV，则您无需极大地对二极管正向偏置，并且相应也相当地线性和迅速。但是，敏感度非常低。
雪崩光电二极管为一些分外二极管，其浸染是事情在高反向偏置电压下（靠近二极管击穿电压）。这样可放大低辐照度下的输出电流。
选择一个光电二极管有许多繁芜的权衡过程，包括光电二极管大小尺寸、电容、噪声、暗电流透露和封装类型。总之，最好利用一个小型光电二极管，并通过反射镜或者透镜集中有限光源。TI不单独生产光电二极管，但是就许多根本运用而言OPT101供应一整套办理方案，把光电二极管和TIA集成到同一块IC上。
