基于随机噪声模型的阶梯型雪崩光电二极管冗余噪声因子表达式
信号处理
2025-06-18 v1 信息论
math.IT
概率论
应用物理
计算物理
摘要
多阶梯型雪崩光电二极管(APD)是光子倍增管的固态类比，因其通过击积放大的两级阶梯式增益具有确定性放大特性。然而，随着阶梯数的增加，阶梯式击积不规则性会加剧，这成为这些APD内部噪声的主要来源。此前报告的一些APD噪声模型中，冗余噪声因子表达式基于级联网络的Friis噪声因子公式，但错误地将功率增益视为增益。本文在层状分级带隙APD中，以其各层的击积概率为基础，推导了适用于所有工作偏置条件（包括亚阈值、阶梯和隧穿击穿 régime）的通用冗余噪声因子表达式。我们进一步推导了阶梯型APD的简化表达式，并证明这些表达式与Bangera对Friis噪声因子公式的修正一致。
引用
@article{arxiv.2506.14722,
title = {A stochastic noise model based excess noise factor expressions for staircase avalanche photodiodes},
author = {Ankitha E Bangera},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.14722},
year = {2025}
}
备注
This article derives the excess noise factor expressions for staircase APDs using a stochastic noise model (18 pages, 4 figures, preprint under submission) and can be used as a replacement to Capasso's expressions. Capasso's formula and its equivalents are incorrect, detailed in our article titled "Mathematical proof of errors in Capasso's excess noise factor formula... ."