雪崩二极管工作原理_雪崩二极管与PIN光电二极管区别

本文主要介绍雪崩二极管工作原理_雪崩二极管与PIN光电二极管区别，雪崩二极管是利用半导体结构中载流子的碰撞电离和渡越时间两种物理效应而产生负阻的固体微波器件。

雪崩二极管工作原理

在材料掺杂浓度较低的PN结中，当PN结反向电压增加时，空间电荷区中的电场随着增强。这样，通过空间电荷区的电子和空穴，就会在电场作用下获得的能量增大，在晶体中运动的电子和空穴将不断地与晶体原子又发生碰撞，当电子和空穴的能量足够大时，通过这样的碰撞的可使共价键中的电子激发形成自由电子–空穴对。

新产生的电子和空穴也向相反的方向运动，重新获得能量，又可通过碰撞，再产生电子–空穴对，这就是载流子的倍增效应。当反向电压增大到某一数值后，载流子的倍增情况就像在陡峻的积雪山坡上发生雪崩一样，载流子增加得多而快，这样，反向电流剧增， PN结就发生雪崩击穿。利用该特点可制作高反压二极管。

雪崩二极管是一种负阻器件，特点是输出功率大，但噪声也很大。主要噪声来自于雪崩噪声，是由于雪崩倍增过程中产生电子和空穴和无规则性所引起的，其性质和散弹噪声类似，雪崩噪声是雪崩二极管振荡器的噪声远高于其它振荡器的主要原因。

雪崩二极管与PIN光电二极管区别

PIN: 光敏面接收对应波长的光照时，产生光生电流。

雪崩光电二极管（APD）：除了和PIN相同部分外，多了一个雪崩增益区，光生电流会被放大。

放大的倍数称为雪崩增益系数，当然同时也会产生噪声电流。

PIN光电二极管、雪崩光电二极管均属于半导体光电探测器，所使用的材料一样，光谱响应范围也一样，PIN光电二极管优点在于响应度高响应速度快，频带也较宽工作电压低，偏置电路简单在反偏压下可承受较高的反向电压，所以线性输出范围宽不足之处在于I层电阻很大管子的输出电流小，一般多为零点几微安至数微安。所以PIN光电二极管通常接有前置放大器。

雪崩光电二极管是具有内部增益光电探测器，雪崩增益虽比光电倍增管PMT小的多，但仍使APD的灵敏度比PIN光电二极管高的多，解决了PIN光电二极管灵敏度低的问题，在高速调制微弱信号检测时其优点便更加明显，但由于其增管效益，信号中的噪声也会同时被放大，且其增益系数受温度影响必要时还需采用温度补偿措施。较之APDPIN，光电二极管对温度不敏感适用场合受限制较少，所以绝大多数系统均采用PIN光电二极管，但在信号损耗过大光信号过于微弱或长距离传输等条件下，APD就很有必要。

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