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APD工作在盖革模式，即加在APD两端的反向偏置电压略高于APD的雪崩电压。
当单光子入射到APD的表面时，将在APD的吸收层激发出一个光生载流子，进而引起APD的自持雪崩放大过程。雪崩信号经外围电子线路提取，放大，整形后进入计数器，从而完成一次单光子探测。APD同PIN 光电二极管不同的是：在PIN的吸收区I层和层之间，插入了薄薄的P型层，变为的结构。
