در این تحقیق، مشخصه های جریان، توان و بازده کوانتومی در آشکارساز تک حاملی utc-pd و پهنای باند در آشکارساز تک حاملی p-ge/i-si/n-si بررسی می شود و با استفاده از نظریه آشکارساز حلقوی، برای نخستین بار آشکارساز حلقوی تک حامل روندهp-ge/i-si/n-si طراحی و ارائه می شود. الگوی ارائه شده برای ساختار p-ge/i-si/n-si mr-utc-pd متشکل از الگوهای ساختار آشکارساز تک حامل رونده p-ge/i-si/n-si و ساختار موجبر حلقوی تزویج شده با موجبر مستقیم، است. لایه ی جذب این ساختار از جنس p-ge و لایه ی کلکتور آن از جنس i-si است و این آشکارساز سیلیکنی قابلیت استفاده در سیستم های مخابراتی فیبر نوری را داراست. الگوی موجبر حلقوی مبتنی بر نظریه ی تزویج مد است و مشخصه های آن در حالت خطی و ایده آل مورد بررسی قرار می گیرند. پاسخ نوری آشکارساز p-ge/i-si/n-si mr-utc-pd و مشخصه های عملکردی آن از قبیل پاسخ فرکانسی و بازده کوانتومی با استفاده از مدل رانشی-نفوذی محاسبه می شود. نتایج ارائه شده نشان می دهد که با استفاده از این آشکارساز سیلیکنی جدید، چالش موجود در بهبود همزمان بازده و پهنای باند در گستره وسیعی از پهنای باند برطرف می شود، بگونه ای که در فرکانسهای چند صد گیگاهرتز، بازده کوانتومی بیشتر از 0.95 به دست آمده است. تحلیل و آنالیز مشخصه های خروجی این آشکارساز در حالت تزویج بحرانی برای دستیابی به بیشینه بازده تحلیل و بررسی شده است. همچنین برای دستیابی به قواعد طراحی ساختار، وابستگی مشخصه های عملکردی و ساختاری آشکارساز شناسائی و ارائه شده است.