雪崩光电二极管高度敏感的半导体器件，可将光信号转换为电信号，常在激光通信中使用。 它们在高反向偏压下运行。 术语“雪崩”来自雪崩击穿现象。

雪崩光电二极管结构

普通雪崩光电二极管的结构类似于PIN光电二极管。 它由两个重掺杂（p+ 和 n+ 区）和两个轻掺杂（I 或本征区和 P 区）区域组成。 本征区中耗尽层的宽度在 APD 中比在 PIN 光电二极管中相对更薄。 p +区域的作用类似于阳极，n +区域的作用类似于阴极。 反向偏置主要应用于 pn+ 区域。

雪崩光电二极管电路图

对于施加反向偏置条件，p+ 区域连接到负极端子，n+ 区域连接到电池的正极端子。

雪崩光电二极管工作原理

当二极管承受高反向电压时会发生雪崩击穿。

反向偏置电压增加了耗尽层两端的电场。

入射光进入p +区域，并进一步在高电阻的p区域被吸收。 这里产生电子-空穴对。

相对较弱的电场会导致这些对之间发生分离。 电子和空穴以其饱和速度向存在高电场的 pn+ 区域漂移。

当速度最大时，载流子与其他原子碰撞并生成新的电子-空穴对。 大量的eh对导致高光电流。

雪崩光电二极管特性

APD 中的本征区是轻微的 p 型掺杂。

n +区域最薄，并且通过窗口照亮。

电场在 pn+ 结处最大，然后通过 p 区域开始减小。 它的强度在β-区域减弱，并在p+层末端逐渐消失。

即使被吸收的单个光子也会导致大量电子-空穴对的产生。 这称为 内部增益过程。

由于电荷载流子碰撞而产生的过量电子-空穴对称为 雪崩倍增。 倍增因子或增益.