SPAD单光子探测器的SPICE模型及其CQC淬火电路研究

SPICE Model of SPAD Single Photon Detector and a CQC

摘要: 在盖革模式下工作的雪崩光子二极管(APD)也称为单光子雪崩光子二极管(single photon avalanche photon diode,SPAD)是一种常用于激光测距成像领域的单光子探测器.本文针对SPAD探测应用中的淬火问题,设计了一种电容淬火(capacitive quenching circuit,CQC)电路.首先,根据SPAD器件的性能参数,建立了SPAD的SPICE等效模型,并通过无源淬火电路验证了该模型.其次,基于该等效模型的基础上,仿真验证了所设计的CQC淬火电路的淬火效果.仿真结果表明:所设计的CQC电路不仅具有门控有源淬火电路的优点,而且具有更稳定的偏置电压和击穿电流.本文设计的CQC淬火电路的淬火时间和恢复时间分别为16 ns和41 ns,基本可满足单光子测距的应用需求.