笔记百科雪崩二极管
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引言
1、雪崩光电二极管工作原理
2、雪崩光电二极管特性参数
为APD产生的光信号电流；为雪崩噪声电流源；为结电容；为偏置电阻。作为一种光检测器件，APD也具有一些和普通光电二极管相类似的通用特性参数，如响应时间、结电容和暗电流等，其物理意义一致，在此不再阐述。
2.1、平均雪崩增益G
平均雪崩增益G代表倍增后的光电流与首次光电流之比：
还表示APD的响应度，其物理意义为单位入射光功率所产生的短路光电流，表征光电二极管的转换效率。η为APD光二极管的量子效率；e为电子电量e =库伦；h为普朗克常数，h 焦耳· 秒；v为光波频率（Hz）；P( t)为入射光功率信号（W）。
当然以上只是平均雪崩增益的比值定义式，实际上平均雪崩增益由以下公式决定：
是二极管击穿电压，是APD的串联电阻，m是由APD的材料和结构决定的（一般为2.5~7）。因此APD的增益是可调的，其大小与其两端的反向偏压关系如图2.2。
2.2、过剩噪声因子F
F=G^X
G为平均雪崩增益；x为噪声指数因子，与器件所用材料和制造工艺有关。Si-APD的x在0.3-0.5之间，Ge-APD的x在0.8-1.0之间，InGaAs-APD的x在0.5-0.7之间。
3、雪崩光电二极管材料特性
理论上，在倍增区中可采用任何半导体材料。硅材料适用于对可见光和近红外线的检测，且Si-APD的噪声指数因子较小，因此具有较低的雪崩噪声。锗材料可检测波长不超过1.7μm的红外线，但雪崩噪声较大。InGaAs材料可检测波长超过1.6μm的红外线，且倍增噪声低于锗材料。它一般用作异构二极管的倍增区，该材料适用于高速光纤通信，商用产品的速度已达到10Gbit/s或更高。氮化镓二极管可用于紫外线的检测。HgCdTe二极管可检测红外线，波长最高可达14μm，但需要冷却以降低暗电流。使用该二极管可获得非常低的超额噪声。
附：Si，Ge，InGaAs雪崩光电二极管的通用工作特性参数表：
4、结论
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