雪崩光電二極管反向電流的測量

雪崩光電二極管（APD）是一種高靈敏度、高速度的光電二極管。施加反向電壓時(shí)，能啟動其內(nèi)部的增益機(jī)構(gòu)。APD的增益可以由反向偏置電壓的幅度來控制。反向偏置電壓越大增益就越高。APD在電場強(qiáng)度的作用下工作，光電流的雪崩倍增類似于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。APD應(yīng)用于對光信號需要高靈敏度的各種應(yīng)用場合，例如光纖通訊、閃爍（scintillation）探測等。

對APD的測量一般包括擊穿電壓、響應(yīng)度和反向偏置電流等。典型APD的最大額定電流為10-4到10-2A，而其暗電流則可低達(dá)10-12到10-13A的范圍。最大反向偏置電壓隨APD的材料而變化，銦砷化鎵（InGaAs）材料的器件可達(dá)100V，硅材料的器件則可高達(dá)500V。

測試介紹

測量APD的反向偏置電流需要一種能夠在很寬范圍內(nèi)測量電流并且能輸出掃描電壓的儀器。由于這種要求，吉時(shí)利6487型皮安計(jì)電壓源或者6430型亞飛安（Sub-Femtoamp）源-表等儀器對于這類測量工作是非常理想的。

圖4-19 所示為6430型亞飛安源-表連接到一個(gè)光電二極管上。該光電二極管安放在一個(gè)電屏蔽的暗箱中。為了對敏感的電流測量進(jìn)行屏蔽，使其不受靜電干擾的影響，將此暗箱與6430型亞飛安源表的低端相連。

圖4-20示出使用6430型數(shù)字源表測量得到的銦砷化鎵（InGaAs）材料APD的電流與反向掃描電壓的關(guān)系曲線，注意其電流測量的范圍很寬。隨著光的增強(qiáng)，雪崩區(qū)域變得更加明顯。擊穿電壓將引起電流自由流動，因?yàn)檫@時(shí)會形成電子空穴對，而不再需要光照射二極管來產(chǎn)生電流。