Ứng dụng hiệu ứng nhận điện tử trong bỏn dẫn người ta chế tạo APD gồm 3 lớp là: RS
Id
V1 V
P+, P-, PN-; Trong đú P+, PN- là hai lớp bỏn dẫn cú nồng độ tạp chất cao cũn P- là lớp cú nồng độ tạp chất thấp.
Dưới tỏc dụng của nguồn phõn cực ngược quỏ trỡnh nhõn điện tử xảy ra trong vựng tiếp giỏp PN- là cao nhất. Vựng này gọi là vựng thỏc lũ. Khi cú ỏnh sỏng chiếu vào cỏc photon được hấp thụ trong lớp P- và tạo ra cặp điện tử - lỗ trống. Lỗ trống di chuyển về phớa lớp P+ nối cực õm của nguồn cũn điện tử di chuyển về phớa tiếp giỏp PN-. Điện trở cao trong vựng PN- sẽ tăng tốc độ cho điện tử. Điện tử va chạm vào cỏc nguyờn tử của tinh thể bỏn dẫn tạo ra cỏc cặp điện tử và lỗ trống mới. Quỏ trỡnh tiếp diễn và số lượng cỏc hạt tải điện tăng lờn rất lớn. Như vậy trong APD dũng quang điện đó được nhõn lờn M lần với M là số điện tử thứ cấp phỏt sinh ứng với một điện tử sơ cấp.
Dũng quang điện do APD tạo ra sẽ là: Iph = R. M. Popt
Trong đú: M: hệ số nhõn R: Đỏp ứng (A/w)
Popt: Cụng suất quang (w)
Hệ số nhõn M thay đổi theo điện ỏp phõn cực ngược và cũng phụ thuộc nhiệt độ nờn việc giữ cho hệ số nhõn M ổn định rất khú khăn.
Ngoài ra, nếu vựng thỏc lũ càng rộng thỡ hệ số M cũng càng lớn. Nhưng lỳc đú thời gian trụi của điện tử càng chậm nờn tốc độ hoạt động của APD giảm.
Giỏ trị của hệ số nhõn M từ 10 ữ 1000 lần, trờn thực tế chỉ chọn điểm phõn cực cho APD sao cho M = 50 ữ 200 lần vỡ M càng lớn thỡ dũng nhiễu của APD cũng càng cao.
Cấu tạo của một APD.
39 Tiếp xỳc N N- (Ingu Ac) N (Ingu AS) N (Iup) P (Iup) P (Iup) Tiếp xỳc P Ánh sỏng