
[电子] 雪崩光电二极管
Avalanche photodiode APD bias circuit generated.
雪崩光电二极管apd的偏压产生电路。
The tracking precision of laser tracking system is affected by the angular resolution of quadrant avalanche photodiode.
四象限雪崩探测器的角分辨力直接影响跟踪系统的跟踪精度。
The edge pre-breakdown of planar-type avalanche photodiode (APD) is resulted from the intense electric field at the junction bend.
平面型雪崩光电二极管(APD)在结弯曲处具有高的电场,导致在结边缘的提前击穿。
Siemens' MR-PET prototype is dedicated to the brain and the PET scanner USES a next-generation Avalanche Photodiode Detector (APD) technology.
西门子的MR - PET样机致力于大脑,PET扫描应用了新一代雪崩光电探测器(APD)技术。
A photon counting image model based on avalanche photodiode (APD) arrays response characters and Poisson point process of photons was developed.
简要介绍了雪崩光电二极管(APD)阵列光子计数成像原理,建立了基于泊松点过程的APD阵列的单光子响应模型。
雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,简称APD)是一种特殊设计的光电探测器,利用半导体材料中的雪崩倍增效应(Avalanche Multiplication Effect)将入射光信号转换为电信号并实现内部电流增益的高灵敏度器件。其核心工作原理如下:
光电转换与载流子生成
当入射光子(光信号)照射到APD的光敏区域(通常为耗尽层)时,若光子能量大于半导体材料的禁带宽度(Bandgap),就会发生本征吸收,产生电子-空穴对(光生载流子)。
高反向偏压与强电场
APD工作时需施加接近或高于其击穿电压的高反向偏压。在此偏压下,耗尽层内形成极强的电场(通常可达10 V/cm量级)。光生载流子(电子和空穴)被该强电场加速,获得很高的动能。
碰撞电离与雪崩倍增
被加速的载流子(以电子为例)在运动过程中与晶格原子发生碰撞。当其动能足够大时,可将价带中的电子激发到导带,产生新的电子-空穴对,此过程称为碰撞电离(Impact Ionization)。新产生的载流子同样被强电场加速,并进一步引发更多的碰撞电离。如此链式反应导致载流子数量呈指数级增长,形成“雪崩”效应。空穴也可能引发类似的电离过程,但其电离系数通常低于电子。
电流增益
雪崩倍增过程使得一个初始的光生电子-空穴对最终可产生数百甚至上千倍的次级载流子,从而显著放大了输出的光电流。其电流增益(或称倍增因子)M定义为倍增后的电流与未发生倍增时的原始光电流之比(M = I_out / I_primary)。M值强烈依赖于所施加的反向偏压,可通过调节偏压在很大范围内变化。
核心特性与价值:
典型应用领域:
参考来源:
“Avalanche photodiode”(雪崩光电二极管,简称APD)是一种基于光电效应和雪崩倍增效应的高灵敏度半导体光电器件。以下为详细解释:
工作原理
当入射光照射到APD时,光子被吸收并产生电子-空穴对。在反向偏置电压作用下,载流子被加速并获得足够动能,通过碰撞电离引发链式反应(雪崩效应),导致光电流成倍放大。这种特性使其比普通光电二极管(photodiode)具有更高的增益。
结构与材料
通常采用硅(Si)或锗(Ge)等半导体材料,部分特殊设计会使用铟镓砷(InGaAs)。其结构包含吸收层和倍增层,通过优化电场分布实现高效的光吸收与载流子倍增。
关键特性
应用领域
主要应用于需要高增益和快速响应的场景,例如:
优缺点
优势是低噪声、高响应速度;缺点是制造成本较高,且需严格控制工作条件以避免击穿损伤。
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