一种无偏真随机数发生器,包括APD模块、雪崩信号甄别整形放大模块、时间数字转换模块和编码器模块,通过对所述APD模块产生的电子学脉冲进行编码,生成随机序列。以及一种无偏真随机数的生成方法以及一种无偏真随机数发生器芯片。本发明生成的随机数序列无需通过复杂的后处理过程即可通过随机统计检测。本发明的装置和方法具有很高的集成度,可以采用集成电路工艺封装成为芯片级器件。本发明的装置和方法无需光源即可工作,也可以通过光纤或自由空间耦合外部光源产生的光量子调节随机数的生成效率。因此,本发明的装置和方法对于环境具有良好的兼容性,无需低温、严密遮光等特殊工作条件即可正常工作。