雪崩光电二极管是半导体光探测器（光电二极管），在相对较高的反向电压（通常为几十甚至数百伏）下工作，有时仅略低于阈值。在这个范围内，由吸收光子激发的载流子（电子和空穴）被强大的内部电场加速，然后产生二次载流子，这通常发生在光电倍增管中。雪崩过程只发生在几微米的距离上，光电流可以被放大很多倍。因此，雪崩光电二极管可用作非常灵敏的探测器，需要较少的电子信号放大，因此电子噪声较小。然而，雪崩过程中固有的量子噪声和放大器噪声抵消了前面提到的优点。加性噪声可以用加性噪声系数F来定量描述，F是一个表征与理想光电探测器相比电子噪声功率增加的因素。

需要注意的是，APD的放大系数和有效响应度与反向电压密切相关，不同器件的相应值不同。因此，通常的做法是描述所有设备都达到一定响应率的电压范围。

雪崩二极管的检测带宽可能非常高，主要是因为它们的高灵敏度，允许使用比普通光电二极管更小的并联电阻。

一般来说，当检测带宽较高时，APD的噪声特性优于普通PIN光电二极管，而当检测带宽较低时，PIN光电二极管和低噪声窄带放大器性能更好。放大系数越高，通过增加反向电压获得的附加噪声系数越高。因此，通常选择反向电压，以使倍增过程的噪声近似等于电子放大器的噪声，因为这将最小化总体噪声。附加噪声的大小与许多因素有关：反向电压的大小、材料特性（尤其是电离系数比）和器件设计。

硅基雪崩二极管在450-1000nm的波长范围内（有时可达1100nm）更为灵敏，最高响应度在600-800nm范围内，即该波长范围内的波长略小于Si p-i-n二极管的波长。Si APD的倍增系数（也称为增益）在50到1000之间变化，具体取决于器件设计和施加的反向电压。对于更长波长，APD需要锗或铟镓砷化物材料。它们的电流倍增系数较小，在10到40之间。InGaAs APD比Ge APD更昂贵，但具有更好的噪声特性和更高的检测带宽。

雪崩光电二极管的典型应用包括光纤通信接收器、测距、成像、高速激光扫描仪、激光显微镜和光学时域反射仪（OTDR）。