主要特性
雪崩光电二极管指的是在激光通信中使用的光敏元件。在以硅或锗为材料制成的光电二极管的 P-N 结上加上反向偏压后，射入的光被 P-N 结吸收后会形成光电流。加大反向偏压会产生“雪崩”（即光电流成倍地激增）的现象，因此这种二极管被称为“雪崩光电二极管”。
①雪崩增益系数 M（也叫倍增因子），对突变结
式中 V 为反向偏压，VB 为体雪崩击穿电压；n 与材料、器件结构及入射波长等有关，为常数，其值为 1～3。②增益带宽积，增益较大且频率很高时，
式中ω为角频率；N 为常数，它随离化系数比缓慢变化；W 为耗尽区厚度；Vs 为饱和速度；αn 及αp 分别为电子及空穴的离化系数，增益带宽积是个常数。要想得到高乘积，应选择大 Vs，小 W 及小αn/αp（即电子、空穴离化系数差别要大，并使具有较高离化系数的载流子注入到雪崩区）。③过剩噪声因子 F，在倍增过程中，噪声电流比信号电流增长快，用 F 表示雪崩过程引起的噪声附加 F≈Mx。式中 x 称过剩噪声指数。要选择合适的 M 值，才能获得最佳信噪比，使系统达到最高灵敏度。④温度特性，载流子离化系数随温度升高而下降，导致倍增因子减小、击穿电压升高。用击穿电压的温度系数卢描述 APD 的温度特性。
式中 VB 及 VB0 分别是温度为 T 及 T0 时的击穿电压。
使用时要对工作点进行温控，要制造均匀的 P-N 结，以防局部结面被击穿。
工作原理
雪崩光电二极管是一种 p-n 结型的光检测二极管，其中利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度。其基本结构常常采用容易产生雪崩倍增效应的 Read 二极管结构（即 N+PIP+型结构，P+一面接收光），工作时加较大的反向偏压，使得其达到雪崩倍增状态；它的光吸收区与倍增区基本一致（是存在有高电场的 P 区和 I 区）。
P-N 结加合适的高反向偏压，使耗尽层中光生载流子受到强电场的加速作用获得足够高的动能，它们与晶格碰撞电离产生新的电子一空穴对，这些载流子又不断引起新的碰撞电离，造成载流子的雪崩倍增，得到电流增益。在 0.6～0.9μm 波段，硅 APD 具有接近理想的性能。InGaAs（铟镓砷）/InP（铟磷）APD 是长波长（1.3μn，1.55μm）波段光纤通信比较理想的光检测器。其优化结构如图所示，光的吸收层用 InGaAs 材料，它对 1.3μm 和 1.55μn 的光具有高的吸收系数，为了避免 InGaAs 同质结隧道击穿先于雪崩击穿，把雪崩区与吸收区分开，即 P-N 结做在 InP 窗口层内。鉴于 InP 材料中空穴离化系数大于电子离化系数，雪崩区选用 n 型 InP，n-InP 与 n-InGaAs 异质界面存在较大价带势垒，易造成光生空穴的陷落，在其间夹入带隙渐变的 InGaAsP（铟镓砷磷）过渡区，形成 SAGM（分别吸收、分级和倍增）结构。
在 APD 制造上，需要在器件表面加设保护环，以提高反向耐压性能；半导体材料以 Si 为优（广泛用于检测 0.9um 以下的光），但在检测 1um 以上的长波长光时则常用 Ge 和 InGaAs（噪音和暗电流较大）。这种 APD 的缺点就是存在有隧道电流倍增的过程，这将产生较大的散粒噪音（降低 p 区掺杂，可减小隧道电流，但雪崩电压将要提高）。一种改进的结构是所谓 SAM-APD：倍增区用较宽禁带宽度的材料（使得不吸收光），光吸收区用较窄禁带宽度的材料；这里由于采用了异质结，即可在不影响光吸收区的情况下来降低倍增区的掺杂浓度，使得其隧道电流得以减小（如果是突变异质结，因为ΔEv 的存在，将使光生空穴有所积累而影响到器件的响应速度，这时可在突变异质结的中间插入一层缓变层来减小ΔEv 的影响）
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