原创 SiPM的选型思考2

概述

与滨松技术工程师索取了S14161系列75um像素标准产品的手册，在研读该手册的时候对于其中给出的增益指标产生一点点疑惑，本文即对此疑惑以及与滨松工程师交流结论进行记录，方便以后备查。

新SiPM型号

之前文章中已经给出了S14161系列4mm面积尺寸75um像素尺寸阵列的完整型号应该是S14161-4075HS-04，该产品当前暂时未上市推广，应该后续会面市。其电子及光学指标如图1所示，可以看到同系列两个产品增益相差2.2倍。之前从公开C14161系列阵列SiPM手册里查询到增益指标在本系列中都是固定为同一值。

图1：S14161系列4mm面积尺寸阵列SiPM指标。

SiPM增益指标的理解

从滨松官网有关MPPC的基础知识分享，可以了解到增益计算公式如下所示：

Gain = 1/q * Cp * Vov         (1)

根据上述公式，增益似乎是基于像素计算，所以图1给出的增益是否可以理解为也是对于型号中单像素增益。

经过查询，对此定义还可描述为：雪崩APD单元发生一次雪崩所释放的载流子数目，即为增益大小。公式为：

Gain = Q_pixel/e = (C_j*V_ov)/e        (2)

从公式（2）来看，如果Vov和e保持不变（图1中也确实基于二者不变情况下），那么图1中二者增益差别就只来源于结电容（Junction Capacitance）的改变了。图1参数指标表格里给出了一个终端电容Ct，其相当于MPPC中每个APD的结电容（Cj）并联，以及封装所产生的寄生电容。MPPC面积越大，终端电容越大。图1中Ct都是针对4mm面积，所以都是900pF。像素的结电容为：

Cj = C_t/N_pixel 

从图1中分别查询到50um和75um像素对应的参数，这样50um像素的Cj值为900/6331，75um像素的Cj值为900/2770。二者差异2.286倍左右，与图1中5.5和2.5之间差异一致。

其实，从像素尺寸也可以推导上述差异，即50um和75um差异为1.5倍，所以面积差异为2.25倍。