[发明专利]一种Ge/SiSACM结构雪崩光电二极管的等效电路模型建立方法

权利要求书

1.一种Ge/Si SACM结构雪崩光电二极管的等效电路模型建立方法，其特征在于：在该方法中，从APD速率方程、噪声电流、暗电流和寄生参量四部分来建立APD的等效电路模型，包括以下步骤：1)将物理模型分解为多个部分，根据每一层结构构造载流子输运方程；2)构造对应于每一部分的子电路模块；3)互联这些子电路模块，建立等效电路模型；

所述APD速率方程表示为：

p⁺region：

dnpdt=Gnp-npτnrp-Inq]]>

n⁺region：

dpndt=Gpn-pnτprn-Ipq]]>

A region：

dpadt=Gpa-paτpra-paτpta-Ipcq]]>

dnadt=Gna-naτnra-naτnta-Inq]]>

C region：

dpcdt=Gpc+αcυncnc+βcυpcpc-pcτprc-pcτptc+Imp1q]]>

dncdt=Gnc+αcυncnc+βcυpcpc-ncτnrc-ncτntc+Ianq]]>

M1 region：

dpm1dt=Gpm1+αm1υnm1nm1+βm1υpm1pm1-pm1τprm-pm1τptm1+Imp2q]]>

dnm1dt=Gnm1+αm1υnm1nm1+βm1υpm1pm1-nm1τnrm-nm1τntm1+Icnq]]>

M2 region：

dpm2dt=Gpm2+αm2υnm2nm2+βm2υpm2pm2-pm2τprm-pm2τptm2+Ipq]]>

dnm2dt=Gnm2+αm2υnm2nm2+βm2υpm2pm2-nm2τnrm-nm2τntm2+Inm1q]]>

以上方程式中I_an，I_cn，I_nm1和I_pc，I_mp1，I_mp2分别是其中一层的电子和空穴流到相邻层的电子和空穴，G_np，G_pa，G_na，G_pc，G_nc，G_pm1，G_nm1，G_pm2，G_nm2，G_pn分别表示在p⁺、n⁺、A、C、M层的光产生率；n_p，n_a，n_c，n_m1，n_m2和p_n，p_a，p_c，p_m1，p_m2分别为p⁺、n⁺、A、C、M层总电子数和总空穴数，τ_nrp、τ_prn分别表示p⁺区和n⁺区电子和空穴的寿命，τ_nra，τ_nrc，τ_nrm和τ_pra，τ_prc，τ_prm是电子和空穴的复合率τ_nta，τ_ntc，τ_ntm1，τ_ntm2和τ_pta，τ_ptc，τ_ptm1，τ_ptm2分别是A、C、M层电子和空穴渡越时间，υ_n，υ_p是电子和空穴的漂移速度；α，β是电子和空穴的碰撞离化率；

所述噪声电流具体为：

Ith=4kTBReq]]>

k表示玻尔兹曼常数，R_eq是等效电阻，B表示带宽；

所述暗电流具体为：

Idark=Θ1AX‾Vbias(X‾Vbias+Vbi)Cn0exp(-Θ2wmX‾Vbias+Vbi)+X‾VbiasRd]]>

式中

其中w_m为C层的宽度，X为常数由器件每层的掺杂浓度和材料决定，C_n0为常数，R_d是依赖漂移区宽度的寄生漏电阻，m_c是电子的有效质量；

所述的等效电路模型的输出电流为：

In=V1Rnd+βnPin+In0;Ip=V2Rpd+βpPin+Ip0.]]>