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Ⅲ-Ⅴ族量子阱红外探测器（QWIP）、雪崩光电探测器（APD）、谐振腔增强探测器（RCE-PD）光电导器件在不同的应用领域发挥重要的作用。在研究中,理论计算与仿真是指导实验的便捷路径,也是检验实验的方式之一,具有不可或缺的意义。本论文通过对以上三种器件进行理论仿真和分析研究,着重对器件的等效电路模型,同类型器件的比较,器件材料结构的优化分析等方面进行了研究。主要内容如下:1.对AlxGa1-xAs/GaAs与InxGa1-xAs/GaAs两种材料体系的QWIP进行理论计算与分析。采用APSYS软件分别对两种材料体系吸收波谱进行对比,并结合等效电路模型,考察它们对甚长波段的探测。结果表明相同结构情况下InGaAs/GaAs比AlGaAs/GaAs QWI的吸收率更高,Al0.15Ga0.85As/GaAs与In0.15Ga0.85As/GaAs量子阱器件对15μm响应波长,后者的响应率、量子效率明显高于前者。另外,探索仿真了THz Al0.05Ga0.95As/GaAs QWIP的部分性能,在50K温度时,仿真结果与实验值取得了较好的吻合。2.关于InGaAsP/InP APD探测的仿真研究。针对双电荷层SACM-APD改变InGaAsP电荷层中P组分优化异质结构,结果表明InGaAsP材料中P组分比在0～30%之间,低偏压下具有较好的漏电流抑制作用。此外,比较分析了相同材料与尺寸的双电荷层SACM与SAGCM结构的InGaAs/InP APD,仿真结果表明,引入渐变层结构可以降低暗电流（低偏压下）,并且提高增益。并且,依据得出的仿真结果,降低电荷层、倍增层厚度,渐变层高掺杂等方式,设计了一个低偏压高增益的APD器件,为高性能APD器件的设计提供有效依据。3.从理论原理上阐述了影响RCE-PD器件性能的主要参数。对器件量子效率等参数进行研究。着重考虑了两底端分布布拉格反射镜（DBR）材料的设计及反射镜对数对谐振腔反射率的影响。此外,针对RCE-PIN-PD器件的内在寄生效应与外加电阻电感等进行了适当的分析。特别对瞬态时间响应受寄生电阻、吸收层厚度、寄生电感以及探测器面积等的影响进行了讨论,对实际器件应用有一定的指导意义。