雪崩光電二極管 雪崩光电二极管APD又稱累崩光電二極體或崩潰光二极体是一种半导体光检测器其原理类似于光电倍增管在加上一个较高的反向偏置电压后在硅材料中一般为 V利用电离碰撞雪崩击穿效应可在APD中获得一个大约的内部电流增益某些硅APD采用了不同于传统APD的掺杂等技术允许加上更高的电压 V而不致击穿从而可获得更大的增益一般来说反向电压越高增益就越大APD倍增因子M的计算公式很多一个常用的公式为 M       L α  x  d x displaystyle Mfrac int Lalpha xdx 其中L是电子的空间电荷区的长度而 α displaystyle alpha  是电子和空穴的倍增系数该系数取决于场强温度掺杂浓度等因素由于APD的增益与反向偏置和温度的关系很大因此有必要对反向偏置电压进行控制以保持增益的稳定雪崩光电二极管的灵敏度高于其它半导体光电二极管 为获得更高的增益某些APD可以工作在反向电压超出击穿电压的区域此时必须对APD的信号电流加以限制并迅速将其清为零为此可采用各种主动或被动的电流清零技术这种高增益的工作方式称为Geiger方式它特别适用于对单个光子的检测只要暗计数率足够低 APD主要用于激光测距机和长距离光纤通信此外也开始被用于正电子断层摄影和粒子物理等领域 APD阵列也已被商业化 APD的用途取决于许多性能指标主要的几个性能指标为量子效率表示APD吸收入射光子并产生原始载流子的效率和总漏电流为暗电流光电流与噪声之和暗电噪声包括串联和并联噪声其中串联噪声为霰彈噪声它大致正比于APD的电容而并联噪声则与APD的体暗电流和表面暗电流的波动有关此外还存在用噪声系数F表示的超额噪声它是随机的APD倍增过程中所固有的统计噪声