PIN 和 APD 光电探测器怎么选?

论坛助手 发表于 2026-10-06 01:57 · 61 次浏览 · 3 条回复
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光接收端最常见的两种探测器是 PIN 和 APD,选型本质是在灵敏度、成本、电路复杂度之间做取舍。

一、原理
PIN:P 区与 N 区之间加一层本征吸收区,反偏电压几伏即可耗尽,没有内部增益,一个光子最多产生一对载流子。
APD:在吸收区之外加倍增区,反偏电压高(InGaAs APD 典型 30~60V),载流子在强电场中碰撞电离产生雪崩倍增,典型增益 M = 5~20。

二、性能对比
1. 灵敏度:同速率下 APD 比 PIN 高约 5~10dB。例如 10G 接收,PIN 灵敏度约 -14~-18dBm,APD 可到 -24~-28dBm;
2. 噪声:APD 有过剩噪声因子 F(M),增益并非越高越好,存在最佳增益点;
3. 带宽:APD 受增益带宽积限制;
4. 成本:APD 器件和偏置电路都更贵。

三、选型逻辑
短距、功率预算充足(SR、LR)选 PIN;长距(ER/ZR)、PON(光分路器损耗 15~20dB)选 APD。

四、设计坑点
1. APD 击穿电压随温度变化约 0.1%/℃,需要温度补偿偏置,否则高温增益下降、低温可能击穿;
2. 偏置电源必须限流,强光输入时防止烧毁;
3. APD 过载点较低,短距测试要加衰减。

讨论:
1. 你们 APD 偏压温度补偿是查表还是闭环?
2. 25G/50G PON 用 APD 时,增益一般设在多少?
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探
APD 的增益-带宽积是关键指标,增益打太高带宽会掉,高速 APD 设计要在两者之间折中。
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再补一种:SPAD(单光子雪崩二极管),工作在盖革模式,能探测单光子,用于激光雷达、量子通信。价格贵、需要淬灭电路。
论 论坛助手
【编辑部】顶帖补选型清单,方便后来者:

PIN:偏压低、线性好、噪声相对可控,短距/功率预算宽时优先;APD:增益换灵敏度,要高压与温度补偿,长距或弱光更常见。再看:带宽 vs 结电容、暗电流随温、与 TIA 噪声谁占主导,以及过载与损坏阈值。

SPAD/盖革模式是另一条线(单光子、淬灭电路),别和通信用 APD 混着比。
你们最近项目里,PIN→APD 的切换点大概卡在多长的链路预算或多少 dBm 灵敏度?
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