1. 雪崩光电二极管工作原理
光电子器件有哪些
1、光有源器件
1）光检测器
常见的光检测器包括：PN光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。目前的光检测器基本能满足了光纤传输的要求，在实际的光接收机中，光纤传来的信号及其微弱，有时只有1mW左右。为了得到较大的信号电流，人们希望灵敏度尽可能的高。
光电检测器工作时，电信号完全不延迟是不可能的，但是必须限制在一个范围之内，否则光电检测器将不能工作。随着光纤通信系统的传输速率不断提高，超高速的传输对光电检测器的响应速度的要求越来越高，对其制造技术提出了更高的要求。
由于光电检测器是在极其微弱的信号条件下工作的，而且它又处于光接收机的最前端，如果在光电变换过程中引入的噪声过大，则会使信噪比降低，影响重现原来的信号。因此，光电检测器的噪声要求很小。
另外，要求检测器的主要性能尽可能不受或者少受外界温度变化和环境变化的影响。
2）光放大器
光放大器的出现使得我们可以省去传统的长途光纤传输系统中不可缺少的光－电－光的转换过程，使得电路变得比较简单，可靠性也变高。
早在1960年激光器发明不久，人们就开始了对光放大器的研究，但是真正开始实用化的研究是在1980年以后。随着半导体激光器特性的改善，首先出现了法布里－泊罗型半导体激光放大器，接着开始了对行波式半导体激光放大器的研究。另一方面，随着光纤技术的发展，出现了光纤拉曼放大器。80年代后期，掺稀土元素的光纤放大器脱颖而出，并很快达到实用水平，应用于越洋的长途光通信系统中。
目前能用于光纤通信的光放大器主要是半导体激光放大器和掺稀土金属光纤放大器，特别是掺饵光纤放大器（EDFA）倍受青睐。1985年英国南安普顿大学首次研制成掺饵光纤，1989年以后掺饵光纤放大器的研究工作不断取得重大突破。由于光纤放大器的问世，在1990年到1992年不到两年的时间里，光纤系统的容量竟增加了一个数量级。而在1982年到1990年的8年时间里，光纤系统的容量才只增加了一个数量级。光放大器的作用和光纤传输容量的突飞猛进，为光纤通信展现了无限广阔的发展前景。
当前光纤通信系统工作在两个低损耗窗口：1.55mm波段和1.31mm波段。选择不同的掺杂元素，可使放大器工作在不同窗口。
非线性的研制始于80年代，并在90年代初取得重大突破。光纤拉曼放大器是利用光纤的非线性光学效应——受激拉曼散射效应产生的增益机理而对光信号进行放大的。其优点是传输线路与放大线路同为光纤，因此，放大器与线路的耦合损耗小，噪声较低，增益稳定性较好。但由于这种光放大器需要很大的泵浦功率（数百毫瓦）和很长的光纤（数公里）。另外，光纤拉曼放大器的特性对光纤的偏振状态十分敏感。因此，光纤拉曼放大器目前还不能用于光纤通信。
2、光无源器件
光无源器件是光纤通信系统的重要组成部分，在光纤通信向大容量、高速率发展的今天，光无源器件显得尤为重要。今年来，新材料、新工艺和新产品在不断涌现，光无源器件正面临一个迅速发展的时期。
1）光纤活动连接器
光纤（缆）活动连接器是实现光纤之间活动连接的光无源器件，它还具有将光纤与其他无源器件、光纤与有源器件、光纤与系统和仪表进行活动连接的功能。在进一步提高光纤活动连接器性能的基础上，使其向小型化、集成化方向发展。
光纤活动连接器的集成化，不但增加了连接器的功能，而且更重要的是体高其它器件的密集度和可靠性，给使用者带来极大方便。
2）固定连接器
固定连接器又称固定接头或接线子，它能够把两个光纤端面结合在一起，以实现光纤与光纤之间的永久性连接。固定接头的制作方法按其工作原理有熔接法、V形槽法、毛细管法、套管法等。
光纤熔接机正朝着两个方向发展：一是向全自动、多功能方向发展；二是向小型化、简易化方向发展。目前普遍使用的全自动光纤熔接机设备笨重，价格昂贵。今后这一机型会朝着提高精度、降低成本、尤其是增加连接芯数的方向发展。
同时，随着光纤应用领域的扩大及用户不同的需要，对光纤熔接技术的要求也逐渐趋于多样化。因此，研制小型和超小型熔接机就成为第二个发展方向。同时致力于多芯光纤熔接机和保偏光纤熔接机的研究生产。
3）光衰减器
光衰减器是光通信中发展最早的无源器件之一，目前已形成了固定式、步进可调式、连续可调式及智能型光衰减器四种系列。
目前，光衰减器的市场越来越大。由于固定光衰减器具有价格低廉、性能稳定、使用简便等优点，所以市场需求比可变光衰减器大一些。而可变光衰减器由于其灵活性，市场需求仍稳步增长。
国外的光衰减器性能已达到高性能要求，目前国外的一些光学器件公司正在不断开发各种新型光衰减器，以求获得性能更高、体积更小、价格更适宜的实用化产品。
4）无源光耦合器
光耦合器的研制、开发及应用已经历了近四十年，目前基本形成了以熔融拉锥型器件为主、波导器件逐渐发展的局面。随着光纤通信、光纤传感技术、光纤CATV、局域网、光纤用户网以及用户接入网等的迅速发展，对光耦合器的需求会进一步增大。
当前，能进行大批量生产单模光纤耦合器的方法是熔融拉锥法。但是在这种方法中，由于光纤之间的耦合系数与波长有关，所以光传输波长发生变化时，耦合系数也会发生变化，即耦合比发生变化，一般它随波长的变化率为0.2%nm。所以宽带化是耦合器的一个重要方向。
与此同时，为了适应各种光纤网络用户数量剧增的需要，一方面需要大功率的光源，另一方面在不断增加耦合器路数的同时，进一步降低附加损耗、减少器件体积，并提高使用的可靠性。
综上所述，未来的光耦合器将是宽带的、集成化的、低损耗和易接入的器件，还应根据要实现多路数、小型化等。
5）光隔离器
隔离器是一种光单向传输的非互易器件，它对正向传输光具有较低的插入损耗，而对反向传输光有很大的衰减作用。
目前，光隔离器已经产生了一系列的器件，如阵列光隔离器、小型化光隔离器，还有一些隔离器与WDM、Tap、GFF等滤波器混合的器件，这些器件都已研制成功，并批量生产。到目前为止，自由空间型、偏振相关型隔离器应用较多，主要用于有源器件的封装。
从实用的角度来看，光隔离器发展的主要方向是高性能偏振无关在线型光隔离器、高性能偏振灵敏微型光隔离器以及多功能光隔离器。
6）光开关
随着密集波分复用系统和全光通信网的使用，各结点上的信号交换直接在光域中完成，这就需要光开关。由于这些结点上进行交换的光纤和波长数量很多，所以这种光开关应当是大端口数的矩阵开关。因此，光开关的矩阵化和小型化是光开关发展的一个重要趋势。
2. 雪崩二极管的工作原理
浪涌保护器按工作原理分：
浪涌保护器中的元件（压敏电阻MOV，硅雪崩二极管SAD、空气导管、大放电电容）是采用损耗自身的方式对冲击电流进行消解(发热,融化)，从而使导入地下的冲击电流在安全范围之内，不会形成二次反击。抑制元件的自身寿命会因为反复承受电流冲击而缩短，SineTamer采用了40模块和热、电熔断双保险、热分担算法等，确保了SineTamer的使用寿命。SineTamer约消解90％的过电压和过电流，剩余的10％则导入地下。
SPD并联于线路（L/N）与大地之间，在正常工作电压情况下，MOV处于高阻状态，相当于线路对地开路，不影响线路正常工作，故障显示窗口呈绿色，当线路由于雷电或开关操作出现瞬时脉冲过电压时，防雷模块在纳秒级时间内迅速导通，将过电压短路到大地泄放，当该脉冲过电压消失后，防雷模块又自动恢复高阻状态，不影响用户供电。
当防雷模块长期工作在超负荷工作状态，其性能劣化而发热到一定温度，模块中的热感断路器（K1）会自动断开避雷模块回路，保护电源电路工作不受影响，防止火灾发生，当线路感应过大雷电流时，过流断路器（K2）迅速断开，防止SPD爆炸。K1或K2动作后，SPD内脱扣装置动作，使故障显示窗口显示红色，提醒用户更换SPD模块，同时，脱扣装置带动遥信告警开关（SK）动作，输出故障告警信号。
（1）开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。用作此类装置时器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。
（2）限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。
（3）分流型或扼流型
分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗，而对正常工作频率呈现为高阻抗。
扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗，而对正常的工作频率呈现为低阻抗。
（4）用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。
3. 雪崩光电二极管具有什么效应
雪崩光电二极管(APD)是一种半导体光检测器，其原理类似于光电倍增管。在加上一个较高的反向偏置电压后（在硅材料中一般为100-200 V），利用电离碰撞（雪崩击穿）效应，可在APD中获得一个大约100的内部电流增益。
某些硅APD采用了不同于传统APD的掺杂等技术，允许加上更高的电压(>1500 V)而不致击穿，从而可获得更大的增益(>1000)。一般来说，反向电压越高，增益就越大。
4. 雪崩光电二极管工作原理简述
光检测器的主要功能是将光信号转换为电信号。它是现代光纤通信系统中的重要部件。目前光纤通信系统中使用的光检测器主要是移相开关二极管，即PIN二极管。PIN二极管对低频信号具有整流作用，而对高频信号，却只有阻抗作用。阻抗值的大小决定于中间层。当中间层为正偏时，因为有载流子注入中间层，器件呈低阻；而不中间层处于零偏或反偏时，器件呈高阻。从而可以用于信息的检测。
光检测器除了用PIN二极管外，还可用雪崩光电二极管，它们的工作原理大致相同。
激光传感器由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。
激光传感器工作时，先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号，并将其转化为相应的电信号。
常见的是激光测距传感器，它通过记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离，还有一种是激光位移传感器。
5. 雪崩光电二极管的工作原理
二极管具有阳极和阴极两个端子，电流只能往单一方向流动。也就是说，电流可以从阳极流向阴极，而不能从阴极流向阳极。对二极管所具备的这种单向特性的应用，通常称之为“整流”功能,可将交流电转变为脉动直流电，例如：无线电接收器对无线电信号的调制，就是通过整流来完成的。
因为其顺向流通反向阻断的特点，二极管可以想成电子版的逆止阀。然而实际上，二极管并不会表现出如此完美的开关性，而是呈现出较为复杂的非线性电子特征——这是由特定类型的二极管技术决定的。一般来说，只有在正向超过障壁电压时，二极管才会工作（此状态被称为正向偏置）。
一个正向偏置的二极管两端的电压降变化只与电流有一点关系，并且是温度的函数。因此这一特性可用于温度传感器或参考电压。
半导体二极管的非线性电流-电压特性，可以根据选择不同的半导体材料和掺杂不同的杂质从而形成杂质半导体来改变。
特性改变后的二极管在使用上除了用做开关的方式之外，还有很多其他的功能，如：用来调节电压（齐纳二极管），限制高电压从而保护电路（雪崩二极管），无线电调谐（变容二极管），产生射频振荡（隧道二极管、耿氏二极管、IMPATT二极管）以及产生光（发光二极管）。
半导体二极管中，有利用P型和N型两种半导体接合面的PN结效应，也有利用金属与半导体接合产生的肖特基效应达到整流作用的类型。若是PN结型的二极管，在P型侧就是阳极，N型侧则是阴极。
6. 雪崩光敏二极管的工作原理
sensor这个词包含的范围还是很大的，广义来说光电器件都可叫sensor，专业点指光电传感器，不清楚你想问什么，分类方法也有所不同
如果指光电器件：
按工作波段分：紫外光探测器，可见光探测器，红外光探测器
按应用分：成像型（变像管，像增强器，摄像管），非成像型
按原理分：真空光电管（光电倍增管），充气光电管，固体光电管（光电二极管，光电三极管，光敏电阻，光电池，雪崩光电二极管）
如果指光电传感器：
按其使用的元件：光电二极管，光电三极管，光电池，光敏电阻
按其被测量方法分：透射式（光源的光部分被被检测物吸收后到达光电元件），反射式（回归反射型，漫反射型），遮光式（对射型，槽型），光纤式。
按照功能来分：检测物体有无，检测颜色，检测色度，检测透明度（烟雾传感器），检测位移，检测位置，检测发光物，成像传感器，光电开关，
7. 雪崩光电二极管结构图
APD一种国际常用名词，包括德国APD蓄电池、雪崩光电二极管、阿普达国际（集团）有限公司、动作电位时程等。
德国APD蓄电池创建于2002年10月18日,由德国APD电气有限公司投资兴建,注册资金145,000万元,占地面积62,500平方米。
公司先后通过ISO9001质量体系认证,ISO14001环境管理体系认证和OHSAS18001健康与安全管理体系认证,连年荣获“中国外商投资双优企业”、等称号,生产的产品先后获得了美国UL认证、德国VdS认证。产品符合中国ROHS指令严格要求。
8. 雪崩光电二极管工作原理是光热效应吗
在交流电源处并联雪崩二极管，是为了抑制交流电网中的尖峰干扰，可以有效地抑制电网带来的过载脉冲，从而起到保护整流桥及负载中所有元器件的作用，,当雪崩二级管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度（纳秒级）使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏；一般电路中会先串联熔断器或限流电阻，然后在后面并联雪崩二极管，形成一个更有效的保护措施。
9. 雪崩光电二极管工作原理图
工作原理:
碰撞电离和雪崩倍增
一般光电二极管的反偏压在几十伏以下，而APD的反偏压一般在几百伏量级，接近于反向击穿电压。 当APD在高反偏压下工作，势垒区中的电场很强，电子和空穴在势垒区中作漂移运动时得到很大的动能。
碰撞电离过程
它们与势垒区中的晶格原子碰撞产生电离，激发产生的二次电子与空穴在电场下得到加速又碰撞产生新的电子－空穴对，如此继续，形成雪崩倍增效应。
10. 雪崩光电二极管的作用
1、按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。
2、根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。
3、按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
1） 整流二极管
将交流电源整流成为直流电流的二极管叫作整流二极管。
2）检波二极管
检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件，它具有较高的检波效率和良好的频率特性。
3）开关二极管
在脉冲数字电路中，用于接通和关断电路的二极管叫开关二极管，它的特点是反向恢复时间短，能满足高频和超高频应用的需要。
4） 稳压二极管
稳压二极管是由硅材料制成的面结合型晶体二极管，它是利用PN结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点，来达到稳压的目的，因为它能在电路中起稳压作用，故称为、稳压二极管（简称稳压管）。
5）变容二极管
变容二极管是利用 PN结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性电容元件，被广泛地用于参量放大器，电子调谐及倍频器等微波电路中。
6））瞬态电压抑制器TVS
一种固态二极管，专门用于ESD 保护。TVS 二极管是和被保护电路并联的，当瞬态电压超过电路的正常工作电压时，二极管发生雪崩，为瞬态电流提供通路，使内部电路免遭超额电压的击穿。
7）发光二极管
用磷化镓、磷砷化镓材料制成，体积小，正向驱动发光。工作电压低，工作电流小，发光均匀、寿命长、可发红、黄、绿单色光。
8）肖特基二极管
基本原理是：在金属（例如铅）和半导体（N型硅片）的接触面上，用已形成的肖特基来阻挡反向电压。肖特基与PN结的整流作用原理有根本性的差异。其耐压程度只有40V左右。其特长是：开关速度非常快：反向恢复时间trr特别地短。因此，能制作开关二极和低压大电流整流二极管。
二极管的主要性能参数
1、最大整流电流，是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。
2、最高反向工作电压，加在二极管两端的反向电压高到一定值时，会将管子击穿，失去单向导电能力。为了保证使用安全，规定了最高反向工作电压值。例如， IN4007反向耐压为1000V。
3、反向电流，反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电流。反向电流越小，管子的单方向导电性能越好。
