今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)砉怆?a href="/tags/二極管" target="_blank">二極管的有關(guān)報道，通過閱讀這篇文章，大家可以對它具備清晰的認識，主要內(nèi)容如下。

一、光電二極管擊穿電壓的物理機理是什么

光電二極管的擊穿電壓，其物理機理主要是雪崩擊穿，這是由 PN 結(jié)內(nèi)部強電場下載流子的碰撞電離效應(yīng)引起的。

在正常反向偏置下，PN 結(jié)內(nèi)部形成耗盡區(qū)，電場強度適中，只有少量由熱激發(fā)或光照產(chǎn)生的載流子流過，形成很小的暗電流或光電流。當反向電壓不斷升高，耗盡區(qū)內(nèi)的電場強度急劇增強，少數(shù)載流子在強電場中被劇烈加速，獲得很高的動能。

這些高能載流子在漂移過程中與晶格原子發(fā)生碰撞，將價帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶，產(chǎn)生新的電子空穴對，這一過程稱為碰撞電離。新產(chǎn)生的載流子再次被電場加速、碰撞、產(chǎn)生更多載流子，形成連鎖反應(yīng)，使載流子數(shù)量像雪崩一樣迅速倍增，導(dǎo)致反向電流在短時間內(nèi)急劇增大，此時對應(yīng)的臨界反向電壓就是擊穿電壓。

光電二極管多為輕摻雜結(jié)構(gòu)，耗盡區(qū)較寬，主要發(fā)生雪崩擊穿，而不是齊納擊穿。雪崩擊穿的本質(zhì)是強電場下的載流子倍增效應(yīng)，屬于可逆擊穿，在不超過功耗限制的情況下不會立即損壞器件，但電流過大會因過熱造成永久性破壞。

對于普通光電二極管，擊穿意味著工作失效；而雪崩光電二極管（APD）則正是利用這一機理，工作在接近擊穿的可控雪崩區(qū)，實現(xiàn)微弱信號的內(nèi)部放大。

二、光電二極管擊穿電壓與類型的關(guān)系

普通PN 結(jié)型光電二極管結(jié)構(gòu)最簡單，耗盡層較窄，電場相對集中，擊穿電壓較低，一般在幾十伏左右。這類器件嚴禁工作在擊穿區(qū)域，否則會因電流過大導(dǎo)致性能下降甚至損壞。

PIN 型光電二極管在 PN 結(jié)中間加入一層較寬的本征層，大幅拓寬耗盡區(qū)，使電場分布更均勻，不易發(fā)生局部強電場擊穿，因此擊穿電壓顯著提高，通常在30V～100V范圍內(nèi)。其工作電壓一般設(shè)置在 5V～20V，遠低于擊穿電壓，目的是提升響應(yīng)速度和靈敏度，保證工作安全穩(wěn)定。

APD 雪崩光電二極管則完全不同，它專門利用雪崩擊穿機理實現(xiàn)電流放大，工作電壓設(shè)計在接近擊穿電壓的區(qū)間，依靠可控的碰撞電離效應(yīng)倍增微弱光電流。硅基 APD 擊穿電壓可達100V～200V，紅外波段 InGaAs APD 擊穿電壓相對較低，約20V～60V。對 APD 而言，擊穿電壓不是失效臨界值，而是決定增益大小的關(guān)鍵工作參數(shù)。

由此可見，普通光電二極管擊穿電壓是安全上限，數(shù)值中等，工作時必須遠離；APD 的擊穿電壓是工作基準，數(shù)值更高且直接參與運行。器件類型決定了擊穿電壓的大小和使用方式，是電路設(shè)計與偏置設(shè)置的重要依據(jù)。

以上便是小編此次帶來的有關(guān)光電二極管的全部內(nèi)容，十分感謝大家的耐心閱讀，想要了解更多相關(guān)內(nèi)容，或者更多精彩內(nèi)容，請一定關(guān)注我們網(wǎng)站哦。