焦晓光， 王永志

(激光探测技术研发中心， 上海 200090)

拉通型APD增益因子计算模型与验证

焦晓光， 王永志

(激光探测技术研发中心， 上海 200090)

根据APD增益因子经验公式和拉通型APD的结构特点，提出了一种新的适用于拉通型APD的增益因子计算模型，并进行了实验验证。实验表明，在偏置电压从0到接近击穿电压的全范围内，应用该计算模型对拉通型APD增益因子的估算是准确的。

增益因子； 击穿电压； 偏置电压

0 引言

拉通型APD(雪崩光电二极管)具有较高的灵敏度、较宽的动态范围和较好的温度特性，在主动、半主动激光导引头[1]、远距离激光雷达和激光通信等领域广泛使用[2-3]。

APD是一种内光电效应器件，并且具有内增益特性，1个光子可以产生10～100对电子空穴对，在其内部即可获得较大的增益。APD工作在反向偏压下，当反向偏压越高，结区的电场强度越高，电子空穴对被电场加速，获得动能，与晶格发生碰撞，就会产生新的二次电离的电子空穴对，新的电子空穴对在电场的作用下再次被加速，与晶格碰撞产生更多的电子空穴对，形成“雪崩”倍增。

典型APD的反向偏压越接近击穿电压，增益迅速增大。而拉通型APD的增益随着反向偏压增大有明显的分段特征。

目前，本文从拉通型APD的半导体结构出发，分析了反向偏压对APD增益的影响，提出了增益因子计算模型，并开展了试验验证。

1 拉通型APD工作原理

1.1 拉通型APD结构

拉通型APD主要包括吸收层、过渡层、倍增层和接触层等四层基本结构[4]，如图1所示。……