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(dòng)其內部的增益機構。APD的增益可以由反向偏置電壓的幅度來(lái)控制。反向偏置電壓越大增益就越高。APD在電場(chǎng)強度的作用下工作，光電流的雪崩倍增類(lèi)似于鏈式反應。APD應用于對光信號需要高靈敏度的各種應用場(chǎng)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100V，硅材料的器件則可高達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型皮安計電壓源或者6430型亞飛安（Sub-Femtoamp）源-表等儀器對于這類(lèi)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(xiàn)，注意其電流測量的范圍很寬。隨著(zhù)光的增強，雪崩區域變得更加明顯。擊穿電壓將引起電流自由流動(dòng)，因為這時(shí)會(huì )形成電子空穴對，而不再需要光照射二極管來(lái)產(chǎn)生電流。