在高速长距离光通信系统中，APD雪崩光电二极管正受到越来越多的重视，因为其内部增益可提供更高的灵敏度余量。如今2.5Gbps InP-APD已经成熟商用，10Gbps InP-APD也开始占领市场。但受限于InP倍增材料不理想的增益带宽积和噪声特性，目前还很难制备出满足40Gbps及以上速率应用的APD器件。本文分别就APD增益带宽积和过剩噪声特性进行了电路模拟和实验测试研究，对高速低噪声APD的研制具有指导意义。首先建立了APD雪崩光电二极管的等效电路模型。通过从实验数据中拟合必要的参数，对载流子速率方程进行等效变换得到了用于Cadence PSpice软件平台的APD子电路模型。此模型能够很好的表征特定结构InP/InGaAs APD的直流、频响和瞬态响应特性。在此基础上模拟了此芯片的增益带宽积，并讨论了封装技术对增益带宽积的影响。为了研究过剩噪声特性，本文对已有系统进行了完善，搭建了一种改进后的APD过剩噪声因子测试系统，能够同步测量APD的增益和噪声功率，改善了测试实时性，提高了实验精度。分析了不同样品过剩噪声因子差别较大的现象，说明了不均匀增益效应的起因。由于碰撞离化过程强烈依赖于温度，为揭示APD器件的温度特性，完成了APD特性参量的变温测试，最后与理论相结合解释了温度对光/暗电流、增益和过剩噪声因子的具体影响。