雪崩光電二極管

　　英文縮寫: APD (Avalanche Photo Diode) 分　類: 電信設(shè)備 解　釋: 激光通信中使用的光敏元件。在以硅或鍺為材料制成的倍增效應(yīng)來放大光電信號以提高檢測的靈敏度。其基本結(jié)構(gòu)常常采用容易產(chǎn)生雪崩倍增效應(yīng)的Read二極管結(jié)構(gòu)（即N+PIP+型結(jié)構(gòu)，P+一面接收光），工作時加較大的反向偏壓，使得其達到雪崩倍增狀態(tài)；它的光吸收區(qū)與倍增區(qū)基本一致（是存在有高電場的P區(qū)和I區(qū)）。在APD制造上，需要在器件表面加設(shè)保護環(huán)，以提高反向耐壓性能；半導(dǎo)體材料以Si為優(yōu)（廣泛用于檢測0.9um以下的光），但在檢測1um以上的長波長光時則常用Ge和InGaAs（噪音和暗電流較大）。這種APD的缺點就是存在有隧道電流倍增的過程，這將產(chǎn)生較大的散粒噪音（降低p區(qū)摻雜，可減小隧道電流，但雪崩電壓將要提高）。一種改進的結(jié)構(gòu)是所謂SAM-APD：倍增區(qū)用較寬禁帶寬度的材料（使得不吸收光），光吸收區(qū)用較窄禁帶寬度的材料；這里由于采用了異質(zhì)結(jié)，即可在不影響光吸收區(qū)的情況下來降低倍增區(qū)的摻雜濃度，使得其隧道電流得以減?。ㄈ绻峭蛔儺愘|(zhì)結(jié)，因為ΔEv的存在，將使光生空穴有所積累而影響到器件的響應(yīng)速度，這時可在突變異質(zhì)結(jié)的中間插入一層緩變層來減小ΔEv的影響）。

英文縮寫:APD(Avalanche Photo Diode)

中文譯名:雪崩光電二極管

分類:電信設(shè)備

解釋:光探測領(lǐng)域中使用的光伏探測器元件。在以硅或鍺為材料制成的光電二極管的P-N結(jié)上加上反向偏壓后，射入的光被P-N結(jié)吸收后會形成光電流。加大反向偏壓會產(chǎn)生"雪崩"(即光電流成倍地激增)的現(xiàn)象，因此這種二極管被稱為"雪崩光電二極管"。

工作原理:碰撞電離和雪崩倍增

一般光電二極管的反偏壓在幾十伏以下，而APD的反偏壓一般在幾百伏量級，接近于反向擊穿電壓。 當APD在高反偏壓下工作，勢壘區(qū)中的電場很強，電子和空穴在勢壘區(qū)中作漂移運動時得到很大的動能。

它們與勢壘區(qū)中的晶格原子碰撞產(chǎn)生電離，激發(fā)產(chǎn)生的二次電子與空穴在電場下得到加速又碰撞產(chǎn)生新的電子-空穴對，如此繼續(xù)，形成雪崩倍增效應(yīng)?。

特點:

(1)提高了光電二極管的靈敏度(具有內(nèi)部增益102~104)。

(2)響應(yīng)速度特別快，頻帶帶寬可達100GHz，是目前響應(yīng)速度最快的一種光電二極管。

常見結(jié)構(gòu): 圖(a)在P型硅基片上擴散雜質(zhì)濃度大的N+層，制成P型N結(jié)構(gòu);

圖(b)在N型硅基片上擴散雜質(zhì)濃度大的P+層，制成N型P結(jié)構(gòu);

圖(c)所示為PIN型雪崩光電二極管。

光電二極管" 英文通常稱為 Photo-Diode

那么，它是怎樣把光信號轉(zhuǎn)換成電信號的呢？大家知道，普通二極管在反向電壓作用在處于截止狀態(tài)，只能流過微弱的反向電流，光電二極管在設(shè)計和制作時盡量使PN結(jié)的面積相對較大，以便接 收入射光。光電二極管是在反向電壓作用在工作的，沒有光照時，反向電流極其微弱，叫暗電流；有光照時，反向電流迅速增大到幾十微安，稱為光電流。光的強度越大，反向電流也越大。光的變化引起光電二極管電流變化，這就可以把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，成為光電傳感器件。