本文主要是關于光電倍增管和雪崩光電二極管的介紹，希望通過本文能讓你對光電倍增管和雪崩光電二極管有更深的了解。
光電倍增管
光電倍增管是將微弱光信號轉換成電信號的真空電子器件。光電倍增管用在光學測量儀器和光譜分析儀器中。它能在低能級光度學和光譜學方面測量波長200~1200納米的極微弱輻射功率。閃爍計數器的出現，擴大了光電倍增管的應用范圍。激光檢測儀器的發展與采用光電倍增管作為有效接收器密切有關。電視電影的發射和圖象傳送也離不開光電倍增管。光電倍增管廣泛地應用在冶金、電子、機械、化工、地質、醫療、核工業、天文和宇宙空間研究等領域。
特性
1.穩定性
光電倍增管的穩定性是由器件本身特性、工作狀態和環境條件等多種因素決定的。管子在工作過程中輸出不穩定的情況很多，主要有：
a.管內電極焊接不良、結構松動、陰極彈片接觸不良、極間尖端放電、跳火等引起的跳躍性不穩現象，信號忽大忽小。
b.陽極輸出電流太大產生的連續性和疲勞性的不穩定現象。
c.環境條件對穩定性的影響。環境溫度升高，管子靈敏度下降。
d.潮濕環境造成引腳之間漏電，引起暗電流增大和不穩。
e.環境電磁場干擾引起工作不穩。
2.極限工作電壓
極限工作電壓是指管子所允許施加的電壓上限。高于此電壓，管子產生放電甚至擊穿。
應用
由于光電倍增管增益高和響應時間短，又由于它的輸出電流和入射光子數成正比，所以它被廣泛使用在天體光度測量和天體分光光度測量中。其優點是：測量精度高，可以測量比較暗弱的天體，還可以測量天體光度的快速變化。天文測光中，應用較多的是銻銫光陰極的倍增管，如RCA1P21。這種光電倍增管的極大量子效率在4200埃附近，為20%左右。還有一種雙堿光陰極的光電倍增管，如GDB-53。它的信噪比的數值較RCA1P21大一個數量級，暗流很低。為了觀測近紅外區，常用多堿光陰極和砷化鎵陰極的光電倍增管，后者量子效率最大可達50%。普通光電倍增管一次只能測量一個信息，即通道數為1。矩陣。
由于通道數受陽極末端細金屬絲的限制，只做到上百個通道。
雪崩光電二極管
雪崩光電二極管 (semiconductor avalanche photodiode )是具有內部光電流增益的半導體光電子器件，又稱固態光電倍增管。它應用光生載流子在二極管耗盡層內的碰撞電離效應而獲得光電流的雪崩倍增。這種器件具有小型、靈敏、快速等優點，適用于以微弱光信號的探測和接收，在光纖通信、激光測距和其他光電轉換數據處理等系統中應用較廣。
影響響應速度的因素
載流子在耗盡層中獲得的雪崩增益越大，雪崩倍增過程所需的時間越長。因而，雪崩倍增過程要受到“增益-帶寬積”的限制。在高雪崩增益情況下，這種限制可能成為影響雪崩光電二極管響應速度的主要因素之一。但在適中的增益下，與其他影響光電二極管響應速度的因素相比，這種限制往往不起主要作用，因而雪崩光電二極管仍然能獲得很高的響應速度。現代雪崩光電二極管增益-帶寬積已達幾百吉赫。
與一般的半導體光電二極管一樣，雪崩光電二極管的光譜靈敏范圍主要取決于半導體材料的禁帶寬度。制備雪崩光電二極管的材料有硅、鍺、砷化鎵和磷化銦等Ⅲ-Ⅴ族化合物及其三元、四元固熔體。根據形成耗盡層方法的不同，雪崩光電二極管有PN結型（同質的或異質結構的PN結。其中又有一般的PN結、PIN結及諸如 N+PπP+結等特殊的結構）、金屬半導體肖特基勢壘型和金屬-氧化物-半導體結構等。
起源
1965年，K.M.約翰遜及L.K.安德森等分別報道了在微波頻率下仍然具有相當高光電流增益的、均勻擊穿的半導體雪崩光電二極管。從此，雪崩光電二極管作為一種新型、高速、靈敏的固態光電探測器件漸漸受到重視。
性能良好的雪崩光電二極管的光電流平均增益嚔可以達到幾十、幾百倍甚至更大。半導體中兩種載流子的碰撞離化能力可能不同，因而使具有較高離化能力的載流子注入到耗盡區有利于在相同的電場條件下獲得較高的雪崩倍增。但是，光電流的這種雪崩倍增并不是絕對理想的。一方面，由于嚔隨注入光強的增加而下降，使雪崩光電二極管的線性范圍受到一定的限制，另一方面更重要的是，由于載流子的碰撞電離是一種隨機的過程，亦即每一個別的載流子在耗盡層內所獲得的雪崩增益可以有很廣泛的幾率分布,因而倍增后的光電流I比倍增前的光電流I0有更大的隨機起伏，即光電流中的噪聲有附加的增加。與真空光電倍增管相比，由于半導體中兩種載流子都具有離化能力，使得這種起伏更為嚴重。
式中q為電子電荷,B為器件工作帶寬，F(嚔)表示雪崩倍增過程所引起噪聲的增加，稱為過剩噪聲因子。一般情況下,F隨嚔的變化情況相當復雜。有時為簡單起見，近似地將F表示為F=嚔x,x稱為過剩噪聲指數。F或x是雪崩光電二極管的重要參數。
由于F大于1，并隨嚔的增加而增加，因而只有當一個接收系統（包括探測器件即雪崩光電二極管、負載電阻和前置放大器）的噪聲主要由負載電阻及放大器的熱噪聲所決定時，提高雪崩增益嚔可以有效地提高系統的信噪比，從而使系統的探測性能獲得改善；相反，當系統的噪聲主要由光電流的噪聲決定時，增加嚔就不再能使系統的性能改善。這里起主要作用的是過剩噪聲因子F的大小。為獲得較小的F值，應采用兩種載流子離化能力相差大的材料，使具有較高離化能力的載流子注入到耗盡層，并合理設計器件結構。
光電倍增管和雪崩光電二極管的區別
簡單來說，光電二極管不能放大信號，光電倍增管能放大信號，因此一般用作微弱光的檢測。
1.首先原理是不同的。
光電二極管是利用的半導體的能帶理論，當光照射光電二極管時，光的能量大于帶隙能量時，價電子帶的電子受到激勵向導帶運動，原來的價電子就留下空穴。這樣在P區、N區及耗盡層就產生電子－空穴對。在耗盡層電場作用下電子向N區、空穴向P區加速運動，這樣使得P區帶正電，N區帶負電，各自向對方的電極方向運動（漂移），這樣就產生了電流。然后對這個電流進行檢測，就可以得到光的信息，或者再對這個電流進行放大，用來發電，這就是太陽能電池。
光電倍增管的原理主要有兩個：光電效應和二次電子發射理論。首先光電效應，大家都懂，就是當光入射到堿金屬表面時，會有電子放出，當電子的動能超過堿金屬的逸出功時，就會逃離金屬表面，這時如果用非常靈敏的電流計就可以探測到電流信號。第二部是放大，逃逸出的電子在經過倍增極的二次放大，就會使電流信號不斷增大，最后在陽極輸出一個較大的電流信號。與光電倍增管對比來看，光電倍增管不僅能產生電流還能對電流進行放大，不過兩者產生電流的原理是完全不同的。
2.其次應用范圍不同。
這個就很明白了，凡是用到微弱光探測的地方一般都用光電倍增管，比如一些伽馬相機，放射源的探測，等等。而光電二極管的應用在原理中已簡單交待，不再贅述。
3.生產廠家：光電二極管是一種非常常見的光電元器件，因此生產廠家非常多，可以百度一下，可是光電倍增管的生產廠家非常非常少，全世界的光電倍增管主要是有一家公司生產的：日本的濱松光子，如果你是做光電檢測的，則對這個公司應該非常熟悉，其次英國的photonis，不過，這家公司已經在金融危機后停產了.
結語
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