미세 셀을 모은 구조
SiPM은 하나의 큰 다이오드에만 의존하지 않고 작은 셀을 여러 개 병렬로 연결한다. 각 셀의 APD는 항복 전압보다 높은 역바이어스에서 동작한다. 광자가 전하 운반자를 만들면 그 운반자가 전자 사태를 촉발하여 전류 펄스가 나타날 수 있다.
방전을 멈추고 다시 준비하기
셀의 소호 저항은 방전 중 전압을 낮추어 전자 사태를 끝내는 데 관여한다. 이후 셀이 다시 충전되면 다음 사건을 검출할 수 있다. 빛이 들어온 뒤 전류가 끝없이 커지도록 두는 장치가 아니라 검출과 회복이 이어지는 구조다.
영상 센서와의 차이
여러 셀을 배열했다는 외형만으로 사진을 만드는 영상 센서라고 볼 수는 없다. 일반적인 SiPM에서는 셀들이 공통 출력에 연결되어 시간에 따라 변하는 신호를 읽는다. 셀의 위치별 영상을 저장하는 CCD와는 출력 정보와 사용 목적이 다르다.
검출 성능을 설명하는 값
항복 전압보다 얼마나 더 높은 전압을 가하는지는 이득과 동작 특성에 영향을 준다. 빛이 없어도 발생하는 암계수, 다른 셀로 이어지는 광학적 누화, 후속 펄스도 고려해야 한다. 큰 전류 펄스를 얻는 이득과 실제 입사 광자를 검출하는 효율은 구분된다.