SiPM原理、结构、参数和读出电路

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一. SiPM工作原理 SiPM由成百上千个相同的SPAD构成，基于雪崩倍增原理实现内部增益。SPAD本质上可以看作一个PN结，其产生的电场强度随施加的偏置电压的增大而增大。 当偏置电压过低时，生成的电子-空穴对不会产生额外的倍增。增大偏置电压使得撞击光子生成的电子获得足够的能量，可以通过电离撞击生成二次电子-空穴对，获得较大的倍增。 当偏置电压进一步增大直至高于击穿电压VBR时，空穴与电子均将获得足够的能量。此时，耗尽层中的单个载流子在强大的电场环境下可以持续发生雪崩现象。 一般可以采用串联淬灭电阻降低电流（被动淬灭）或直接降低偏置电压直至低于击穿电压（主动淬灭）的方法来控制雪崩结束。 因此，根据两端施加偏置电压的大小，可将SPAD分为3个工作区间，分别是光电二极管区间、雪崩光电二极管区间和SiPM区间，如 ………………………………