标签: apd暗电流测试

01 APD工作原理 APD雪崩光电二极管的工作原理是基于光电效应和雪崩效应，当光子被吸收时，会产生电子空穴对，空穴向P区移动，电子向N区移动，由于电场的作用，电子与空穴相遇时会产生二次电子，形成雪崩效应，从而使电荷载流子数目增加，电流增大，实现光电转换。 图：APD工作原理 02 APD测试挑战 在APD的光电特性中， 暗电流 是一个重要的参数。暗电流是指在没有光照射的情况下，APD中由于热激发等原因导致的电子漂移和电子-空穴对产生而产生的电流，暗电流测试的准确性对于评估APD的性能和稳定性非常重要。在进行APD暗电流测试时，通常面临如下挑战： 测试环境影响 在进行暗电流测试时，需要确保测试环境中没有光照射，光照会激发APD中的载流子，导致暗电流的增加，从而影响测试结果的准确性。 连接电路影响 暗电流的测试通常需要提供一个反向偏压，纵观目前的电流表和电流计，都不具备提供偏压的功能，因此必须在电流表的回路中加入电压源。但这样会使测试系统变得复杂，引入更多干扰条件，导致暗电流的测试精度无法保证。 03 APD暗电流测试解决方案 目前暗电流测试的最佳工具之一是数字源表（SMU），数字源表可作为独立的恒压源或恒流源、伏特计、安培计和欧姆表，还可用作精密电子负载，其高性能架构还允许将其用作脉冲发生器、 波形发生器和自动电流-电压(I-V)特性分析系统，支持四象限工作。 采用数字源表进行暗电流测试时，需要注意以下事项： 三同轴线缆连接 APD暗电流测试连接线通常会选择使用低噪声、低电阻的导线，三同轴线缆具有良好的导电性能和抗干扰能力，适合用于传输微弱信号，可以减少测试过程中的干扰和误差。 如下图三同轴线缆的半剖图，多层绝缘屏蔽具有良好的抗干扰能力。 图：三同轴线缆半剖图 (1导体;2绝缘;3内屏蔽层;4中间层;5外屏蔽层;6外护套) 屏蔽外部电磁信号干扰 测试系统架构图如下图所示，数字源表（SMU）连接到光电二极管上，该光电二极管安放在一个电屏蔽的暗箱中，为了对敏感的电流测量进行屏蔽使其不受外部干扰的影响，通过将屏蔽箱与数字源表（SMU）的低端相连，可以形成一个封闭的金属屏蔽环境，有效地阻止外部电磁干扰信号的进入，保护测试信号的准确性和稳定性。 图：测试系统架构 预留充足的测量时间 在进行暗电流测试时，需要考虑测试时间的长短。通常情况下，这种现象可能是由于APD内部的一些因素导致的，例如载流子的生成和收集过程。随着测试时间的推移，由于暗电流源的累积或者其他因素的影响，暗电流会逐渐增加至一个稳定的数值。 此外，对于测量得到的暗电流数据，需要进行适当的处理和分析，以确保测试结果的准确可靠。下图为普赛斯数字源表（SMU）测试完成后，上位机软件通过数据处理给出的测试结果以及测试曲线。 图：测试结果 图：测试曲线