基于APD的光电探测器电路研究与设计

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广东工业大学-基于APD的红外极微弱光探测器的设计及相关特性研究

摘要
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随着高度信息化的到来，信息交换的安全性变得越来越重要，目前的保密通信使用的是经典密钥，窃听者可以复制或窃取经典密钥而不被发现，从严格意义上来讲并不是十分安全的。而量子保密通信体制的最大特点就是安全．其安全性是由量子力学的基本原理— 测不准原理和单光子不可克隆原理所保证的，在量
广东工业大学硕士学位论文
关键词：量子保密通信；雪崩光电二极管；单光子探测；半导体制冷；雪崩抑制
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｗｉｔｈｔｈｅａｒｒｉｖａｌｏｆｈｉｇｈｌｙｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌｉｚｅｄａｇｅ，ｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｏｆｉｎｆｏｒｍａｉｔｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｂｅｃｏｍｅｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｃｌａｓｓｉｃａｌｋｅｙｉｓｕｓｅｄｉｎｐｅｒｓｅｎｔｓｅｃｕｒｉｙｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｓｎｏｏｐｅｒｃａｎｍａｋｅｄｕｐｌｉｃａｔｅｏｒｓｔｅａｌｔｈｅｃｌａｓｓｉｃａｌｋｅｙｗｉｔｈｏｕｔｂｅｉｎｇｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ．Ｓｏｔｈｉｓｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｎｃｙｐｒｔｉｏｎｉｓｎ＇ｔｓａｆｅｅｎｏｕｇｈ．Ｔｈｅｇｒｅａｔｅｓｔａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｑｕａｎｔｕｍｓｅｃｕｒｉｙｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｔｈｅｓｅｃｕｒｉｙｔ．Ｉｔｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄｃｒｙｐｔｏｇｒａｐ勿，ｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｉｓｇｕａｒａｎｔｅｅｄ勿ｔｈｅｂａｓｉｃｑｕａｎｔｕｍｐｒｉｎｃｉｐｌｅ－Ｈｅｉｓｅｎｂｅｒｇ＇ｓｕｎｃｅｔｒａｉｎｙｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｎｏｎｃｌｏｎｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅＮ曲。勿ｃａｎｅｓｃａｐｙｏｆｔｈｅｌｅｇａｌｕｓｅｒｓ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｑｕａｎｔｕｍｓｅｃｕｒｉｙｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｈａｖｅａｌｒｅａｄｙｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｔｆｕｌｌｓｐｅｅｄ．Ｔｈｅｅｒｓｅａｒｃｈｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｃｌｕｄｅｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｐｈｏｔｏｎｓｏｕｒｃｅ，ｑｕａｎｔｕｍｃｏｄｅ，ｑｕａｎｔｕｍｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｅｌｉｖｅｒｓ，ａｎｄｓｉｎｇｌｅｐｈｏｔｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｅｔｃ．Ｎｅａｒ－ｉｎｒｆａｒｅｄｓｉｎｇｌｅｐｈｏｔｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｒｅａｌｉｚｉｎｇｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｓｅｃｕｒｉｙｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｄｏｍｅｓｔｉｃｅｒｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｉｓａｓｐｅｃｔｉｓｓｔｉｌｌｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｂａｃｋｗａｒｄｔｏｆｏｒｅｉｇｎｃｏｕｎｔｒｉｅｓ．Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｉｓａｔｒｉｃｌｅｉｓｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｓｉｇｎａｋｉｎｄｏｆｓｔｅａｄｙ，ｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｌｏｗｎｏｉｓｅｓｉｎｇｌｅ－ｐｈｏｔｏｎｄｅｔｅｃｔｏｒｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｌｙａｖａｉｌａｂｌｅａｖａｌａｎｃｈｅｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅｓ（ＡＰ功，ａｎｄｄｏｓｏｍｅｐｒｅｖｉｏｕｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈ．Ａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｂａｃｋｇｏｕｒｎｄａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｑｕａｎｔｕｍｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ，ａｎｄｔｈｅｄｏｍｅｓｉｔｃａｎｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅｒｃｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｗｅｈａｖｅａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｅｌｒａｔｉｖｅｍｅｒｉｔｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｉｎｇｌｅｐｈｏｔｏｎｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．ＴｈｅｓｐｅｃｉａｌｏｐｅｒａｉｔｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｓｅｖｅｒａｌｋｉｎｄｓｏｆｗｏｒｋｐａｔｅｎｒｓｏｆＡＩＤｉｎｓｉｎｇｌｅ－ｐｈｏｔｏｎｄｅｔｅｃｉｔｏｎａｒｅｉｎｒｔｏｄｕｃｅｄｈｅｒｅ．Ｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｗｅｈａｖｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｅｒａｌｉｚｅｄｔｈｅｓｉｎｇｌｅ－ｐｈｏｔｏｎｐｕｌｓｅｏｕｔｐｕｔｂｙｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｃｏｕｐｌｅｒｗｉｔｈａｔｅｎｕａｉｔｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｗｅｈａｖｅｍａｄｅａｎｏｖｅｒａｌｌｄｅｓｉｇｎｔｏｔｈｅｓｉｎｇｌｅ－ｐｈｏｔｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎｃｈａｐｔｅｒｔｈｒｅｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｏｗｒｉｐｐｌｅｄｉｒｅｃｔｃｕｒｅｎｔｂｉａｓｖｏｌｔａｇｅｏｆＡＰＤ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｅｒ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｙｓｔｅｍｓ，ｄｅｓｉｇｎｉｎｇｏｆｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｖｉｙｔ，ｕｌｔｒａｓｈｏｔｒｐｕｌｓｅｆｒｏｍｃａｂｌｅａｎｄｓｉｎｇｌｅｐｈｏｔｏｎｓｉｇｎａｌｄｉｓｉｔｎｇｕｉｓｈｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＷｅｈａｖｅｔｅｓｔｅｄｓｏｍｅｋｉｎｄｓｏｆＡＩＤｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐａｎｙａｎｄｈａｖｅａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｉｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｇａｉｎａｎｄｎｏｉｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｎｃｈａｐｔｅｒｆｏｒ．ｕＷｅｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅＥｐｉｔａｘｘ－ＡＰＤｈａｓａｇｏｏｄａｖａｌａｎｃｈｅ－ｇａｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｓｏｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆＡＰＤｉｓｖｅｙｒｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒ

s APD光电探测器的研制的开题报告

10Gb/s APD光电探测器的研制的开题报告一、研究背景随着数字化进程的加速和云计算、大数据、物联网等新兴技术的快速发展，对高速、高精度的数据传输和通信技术的需求不断增加。

光电探测器因具有高速、低噪声、低失真等优点，在光通信、光纤传感等领域应用十分广泛，已成为光电子器件研究领域的热点之一。

在高速光通信系统中，光电探测器被广泛应用于光接收端，它能将光信号转换成电信号并输出到下游电路中，起到重要的作用。

由于数据传输速率的不断提高，对光电探测器的性能要求也越来越高。

当前市场上主流的光电探测器速率已经达到了40Gb/s，但其制造工艺较为复杂，成本较高，阻碍了其广泛应用。

因此，研究10Gb/s APD光电探测器，不仅可以满足当前市场需求，还能减少制造成本，具有很高的研究价值和应用前景。

二、研究内容和方法本研究旨在开发一种基于APD技术的10Gb/s光电探测器，具有高速、低噪声和低失真等性能优势。

研究内容如下：1. 研究APD光电探测器的基本原理，分析其性能特点和优缺点。

2. 研究APD光电探测器的设计方法和制作工艺，包括器件结构设计、加工工艺、材料选择等方面。

3. 利用工艺流程和设备，制备出基于APD技术的10Gb/s光电探测器原型样机。

4. 针对原型样机进行性能测试和评价，分析其电路性能、噪声特性、速度响应等方面。

5. 基于原型样机的测试数据研究其应用性能在光通信等领域中的实际应用前景，并给出相应的改进建议。

本研究采用理论分析、仿真建模、器件制备和性能测试等多种研究方法相结合，以保证研究的全面性和可靠性。

三、研究意义本研究通过设计、制备和测试APD光电探测器原型样机，填补了我国10Gb/s光电探测器制备的空白，具有以下研究意义：1. 探索了一种新的高速光电探测器制备方法，为我国光电子器件领域打开了新的研究方向。

2. 实现了在10Gb/s级别下的光电探测器制造，满足了当前市场需求，具有广阔的应用前景。

3. 在材料、工艺等方面进行了创新性的研究和改进，为以后光电探测器的制作提供了重要的技术基础和经验。

APD微弱光电信号探测技术研究的开题报告

APD微弱光电信号探测技术研究的开题报告
一、选题的背景和意义
随着现代科技的发展，光电探测技术在各领域中的应用越来越广泛。

尤其是在弱光信号探测方面，其在军事、医疗等领域的应用尤为重要。

其中，APD微弱光电信号探测技术是一种常用的弱光信号探测技术，具有灵敏度高、噪声低等特点。

因此，对于APD微弱光电信号探测技术的研究与探索，对于推进相关领域的科技发展和对于国家的国防建设等具有重要意义。

二、选题的研究现状和问题
目前，APD微弱光电信号探测技术已经被广泛应用于各个领域，例如激光测距、红外夜视、高能物理实验等。

虽然该技术具有很多优点，但其在应用过程中也存在一些问题。

比如，受到器件本身噪声和暗电流等因素的影响， APD微弱光电信号探测技术的灵敏度会受到一定的限制。

因此，在实际应用中，需要针对这些问题进行深入的研究和探索。

三、选题的研究内容和方法
本次研究拟对APD微弱光电信号探测技术的相关问题进行研究和探索。

研究内容主要包括如何提高APD微弱光电信号探测技术的灵敏度、如何降低器件本身的噪声和暗电流等。

研究方法主要通过理论分析、数值模拟和实验测试等方法来探究这些问题。

四、预期结果和意义
通过本次研究，我们希望能够解决APD微弱光电信号探测技术在实际应用中所面临的问题，提高该技术的灵敏度和探测精度。

同时，该研究可为国家的国防建设、医疗诊断和科学研究等领域提供技术支持和参考，对于推进我国相关领域的技术进步和发展，具有重要意义。

一种光电探测器电路的设计

一种光电探测器电路的设计胡红光(中国兵器工业第214研究所,安徽蚌埠233042)【摘要】简介一种以锗雪崩光电二极管(APD)为光电转换器件的探测器电路的工作原理,详细介绍电路各组成部分的设计要求和设计要点。

该电路可用于光学测距和微弱光的探测装置。

【关键词】光电探测器;光电转换;电路;放大;设计概述光电探测器电路用于对光电转换器件输出的微弱电压或电流信号进行放大、处理和整形输出。

对于不同探测用途而采用的光电转换器件不同,与之配合使用的光电探测器电路性能也因此而不同。

通常光电器件的用途主要有两种:一种是用来探测光的存在以及测量光的强弱,称之为辐射探测器,主要考虑的是器件探测微弱光的能力;另一种是用来进行光电转换的,考虑的是器件的光电转换效能。

这里介绍探测器电路与锗雪崩光电二极管(ABD)配合使用。

该探测器用来接收一定波长的光脉冲信号,经电路处理后,形成测量时间间隔的电脉冲信号,主要用于激光测距装置。

在保证被测目标物体距离范围时,要求光电器件有宽的动态响应范围。

1　电路工作原理该探测器将入射的光脉冲信号经雪崩光电二极管转变成微弱的电流信号,再经过取样放大、处理和整形后输出电脉冲信号。

原理框图如图1所示。

该探测器电路的放大电路为小信号、窄脉冲放大器。

为便于各级放大器间的电平匹配,避免工作点的漂移,各级放大电路间采用电容器交流耦合方式。

为了保证该探测器电路能测量较大范围距离的目标,减小固体障碍物如尘埃等颗粒对激光的漫反射而造成误测的可能性,该电路设计中增加了增益控制电路。

当被测目标较近时,入射到光电管的光信号强,这时可控制探测器增益变小;反之,可控制其增益变大。

其输入控制信号为TCA,该控制信号为电平信号,输入范围为0～Vccl。

由于雪崩光电二极管、晶体管和阻容固有的噪声经过放大后,会对电路的输出造成误动作,因此在放大电路的未端设计了门槛电路,用以将噪声滤掉。

为了避免供电电源尖峰脉冲电流对光电信号检测带来误差,电源输入端采用LC滤波,能有效抑制尖峰脉冲电流的干扰。

基于InGaAs(P)InP APD的单光子探测器的研制和性能研究

基于InGaAs(P)/InP APD的单光子探测器的研制和性能研究单光子探测器是目前量子信息领域、激光雷达和生物医学等领域的关键器件。

基于InGaAs(P)/InP雪崩光电二极管(APD)的单光子探测器适用于近红外波段,制冷要求低,响应速度快,体积小巧,光纤与器件耦合较容易,实用性较强。

然而,相对于超导纳米线等性能更高的探测器以及用于可见光波段探测的光电倍增管和SiAPD,基于InGaAs(P)/InPAPD的单光子探测器的主要缺点在于其探测效率相对偏低,后脉冲概率较大。

单光子探测器常用于量子通信、激光雷达、荧光寿命分析等应用,不同应用对探测器的性能和工作条件要求差别较大,且其各项性能指标受外部参数影响较大。

研究单光子探测器的性能与其工作模式和参数的关系,特别是后脉冲效应与各参数的关系,针对不同应用系统研究不同侧重点的单光子探测技术,具有重要的研究意义和应用价值。

本论文研制了基于InGaAs(P)/InPAPD的近红外自由运转单光子探测器和门控单光子探测器,对其性能的测试方法和影响因素进行了研究,重点针对后脉冲效应进行了深入研究,并在激光测距系统应用中比较了两种探测器的性能及其对系统性能的影响。

主要的研究内容如下:1.综合现有猝灭恢复电路的优点,设计了超低延迟的主动猝灭主动恢复(AQAR)电路,研制了高性能的自由运转单光子探测器。

设计了在APD的阳极或阴极进行雪崩提取和猝灭的多种不同AQAR电路组合,不同电路组合具有不同的猝灭延迟和不同的最大过偏压。

对不同电路组合的雪崩猝灭性能进行了比较研究,并以此为指导对电路结构进行改进。

利用商用SiGe集成电路比较器、高速E-pHEMT射频晶体管和电容平衡噪声抑制电路设计了超低延迟的AQAR电路,其中巧妙地利用了比较器自身的锁存功能实现雪崩后猝灭状态的锁存,降低了反馈环路延迟;引入了电容平衡法,较好地消除了微分噪声。

改进的AQAR电路使雪崩持续时间短至约1ns,显著提高了自由运转探测器的性能。

一种基于Si-APD的X射线单光子探测电路设计

一种基于Si-APD的X射线单光子探测电路设计近年来，随着科技的不断进步和发展，医学成像技术起到了越来越重要的作用。

其中，X射线成像技术是一种常用的非侵入性检测方法，被广泛应用于医学和工业等领域。

X射线单光子探测电路是一种新型检测电路，能够实现对单个X射线光子的高灵敏度探测，为X射线成像技术提供了新的思路。

本文对于一种基于Si-APD的X射线单光子探测电路进行设计并制作。

首先，介绍了Si-APD材料的基本性质，包括其结构、工作原理以及输出信号等方面。

然后，针对Si-APD器件的特点进行研究，设计了一种适用于Si-APD器件的前置放大电路。

该电路能够对Si-APD器件输出信号进行放大和滤波，以便实现对单个X射线光子的检测和计数。

接着，对于整个电路进行系统仿真和设计优化。

通过分析电路中各个元件的参数，得到了电路的最优设计方案。

在电路实现方面，我们采用了基于PCB板的设计方式，通过专业的PCB设计软件进行设计，并在实验室中进行了实验验证。

实验结果表明，该X射线单光子探测电路具有高灵敏度和高精确度的特点，能够在非常低的噪声干扰下实现对X射线光子的检测和计数。

同时，在实验中能够得到精确的计数结果，并得出了正常工作范围内的重要性能指标，包括增益、计数速率和能量分辨率等。

本文的研究成果对于提高X射线成像技术的检测效率和精准度具有重要的意义。

随着科技不断进步和发展，X射线单光子探测电路在医疗、工业和科学等领域的应用前景将会更加广阔。

未来，随着医学影像技术的发展，X射线成像技术将得到进一步的升级和改进。

在这一过程中，X射线单光子探测电路的应用将更加广泛。

一方面，在医学领域中，X射线成像技术被广泛应用于疾病诊断和治疗监测等方面。

单光子探测电路的应用将极大地提高这些检测技术的灵敏度和准确性。

另一方面，X射线成像技术在工业和科学领域中也具有广泛的应用。

例如，被广泛应用于材料成像、无损检测、金属检测等方面，以及晶体学、物理学中的研究。

基于APD激光窄脉冲探测系统的研究

基于APD激光窄脉冲探测系统的研究崔一惟;贺伟【摘要】The laser narrow pulse detection system is mainly composed of transmitting and receiving parts. Since low⁃power laser narrow pulse signal is weak,it is urgent to improve the optical gain and the detection efficiency. The traditional method is to select a sensitive photoelectric detection device to solve the problem by amplifying circuit. The avalanche diode with internal gain is adopted in this paper as a photosensitive element. On the basis of this,the optical system is added to conduct amplifica⁃tion processing before detection,which can improve the efficiency of detection effectively.%激光窄脉冲探测系统主要是由发射和接收两部分组成，小功率的激光窄脉冲信号比较微弱，所以提高光增益增加探测效率是亟待解决的。

传统的解决手段是选择灵敏的光电探测器件，后续经过放大电路进行解决。

这里采用具有内部增益的雪崩二极管作为光敏元件，在此基础上增加光学系统，使探测前就进行放大处理，进而有效地提高探测效率。

【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P135-138)【关键词】激光探测;APD;温控系统;光学系统【作者】崔一惟;贺伟【作者单位】西安邮电大学，陕西西安 710061;西安邮电大学，陕西西安710061【正文语种】中文【中图分类】TN312+.7-340 引言随着1960年第一个红宝石激光器的诞生，相应的激光探测技术也越来越受人们的关注与研究，激光测距、激光雷达、激光制导等国防级应用都离不开窄脉冲激光探测技术[1]。

基于ADL5317的APD偏压控制光功率监测电路的设计

1 引言目前，雪崩光电二极管(APD)作为一种高灵敏、能精确接收数据和测量光功率的光探测器件广泛应用于光纤传感、光纤通信网络中。

它借助于内部强电场作用产生雪崩倍增效应，具有极高的内部增益(可达102～104量级)。

然而，APD随温漂的变化严重影响其增益的稳定性．甚至引起测量精度的恶化。

理论上可以证明APD的增益是其偏压V和温度T的函数，二者共同决定APD工作时的增益，而且在维持APD增益比较恒定的条件下，其偏压和温度之间存在一定的关系。

因此。

可以控制APD的偏压使之随温度按一定的规律改变。

这样就可以维持APD增益基本恒定，保证其正常工作。

这就是对APD温度漂移的偏压补偿原理。

由此可知．施加在APD上的偏置电压必须能够精确受控是保证光纤系统性能的首要要求。

本文针对该要求。

采用ADL5317器件。

给出了一种具有高精度、宽动态范围的APD 偏压控制／光功率监测功能的核心电路。

2 引脚排列及功能ADL5317是ADI公司率先在业界推出的一款片上集成雪崩光电二极管(APD)偏置电压控制和光电流监测功能的器件。

ADL5317的主要特性如下：通过3V线性偏置控制电路，在6 V～75 V范围内精确设置雪崩二极管(APD)偏置电压；在106范围(5 nA一5 mA)内以5：1的比率监测光电流，其线性误差仅为0．5％；允许使用固定的高电压转换电路，降低传统APD偏置设计中对电源解耦和低通滤波的要求；过流保护和过热保护。

ADL5317采用3 mm*3 mm的16引脚LFCSP封装，其引脚排列如图1所示。

各引脚功能描述如表1所列。

3 内部结构及工作原理ADL5317的内部结构如图2所示。

其内部包括电流监测电路、偏置控制电路、GARD 电路、VCLH电路、过流和过热保护电路。

3．1 电流监测电路ADL5317的核心部分是一个具有电压跟随性质的精密电流衰减电路，为监测电路输入端提供精确偏置。

该电路采用了结型场效应管输入形式的放大器．驱动监测电路的两极，同时保持V APD端电压的稳定度及非常低的漏电流。

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基于APD 的光电探测器电路研究与设计
光电探测器电路用于对光电转换器件输出的微弱电压或电流信号进行放大、处理和整形输出。

对于不同探测用途而采用的光电转换器件不同，与之配合使用的光电探测器电路性能也因此而不同。

如果用来进行光电转换，则重点考虑的是器件的光电转换效能和匹配方式。

这里介绍一种用雪崩光电二极管(APD)与光电探测器电路匹配使用的最佳方法。

针对如何提高光电信号前置放
大器信噪比这一关键问题，进行了分析和实践。

在设计电路过程中，除了电路结构的考虑外，对工艺的考虑也是必须的。

由于电路结构设计、工艺设计考虑周全，设计的光电探测器电路信噪比高。

这里还介绍通过用自制的噪声发生器对光电探测器电路进行定量的分析，测算出探测器的增益和信噪比。

该研究是设计满足各种光电信号转换电路的一个重要步骤。

1 器件的选择1．1 提高APD 的光电转换效能雪崩光电二极管(Aualanche
Photo Diode，APD)的光电转换效能主要是对信号有倍增作用，它比一般光电二
极管的功率电平所产生的响应高几十或几百倍。

倍增与偏压有关，反偏压越大，倍增G 也越大，如图1 所示。

一旦电压达到某个值，APD 会被击穿，此电压
就是雪崩电压VB。

设置APD 的工作点一般略小于VB，如图2 所示。

未调制时，由平均光通量P0 所产生的散粒噪声引起的电流波动Ic 可表示为：由于热噪声和放大器内部产生的噪声引起的电流波动Ib 为：
对噪声源模型的特征和噪声进行分析。

当信号光强度取最大振幅值Pmax 时，电流值Jsmax 为：
利用这些公式可以计算由光信号变换成电信号时的信噪比为：。