用硅光电负阻器件产生光学双稳态

本文利用作者近期研制出的硅光电表面负阻晶体管（PNEGIT），首次提出并通过实验成功地实现了一种新的光学双稳态即以PNEGIT作为光输入器件，用它驱动一发光管（LED）作为光输出器件，由于PNEGIT具有负阻输出特性，致使LED输出光功率（POUt）一输入光功率（Pin）特性上出现光学双稳环．这种器件具有光开关、光逻辑、光存贮等多种功能，将为硅光电器件在光信息处理、光计算、光通讯等领域中的应用。

中子辐照诱导Si PIN光电二极管暗电流增大的数值模拟

分析了中子辐照诱导Si PIN光电二极管暗电流增大现象的机理,建立了Si PIN光电二极管的器件物理模型和中子辐照效应模型。运用MEDICI软件进行数值模拟计算,得出了1MeV中子在辐照注量为1010～1014cm-2时,Si PIN光电二极管暗电流变化的初步规律。数值模拟结果与相关文献给出的实验结果吻合较好。

硅光学双稳态(SOB)器件

利用作者近期研制的硅光电表面负阻晶体管（PNEGIT）或光电“∧”双极晶体管（PLBT）两种硅光电负阻器件,提出并成功地实现了一种新型的硅光学双稳态器件。即以PNEGIT（或PLBT）作为光的输入器件,以其驱动一发光管（LED）作为光输出器件,由于PNEGIT和PLBT都具有光电负阻特性,致使在输出光功率（Pout）-输入光功率（Pin）特性上出现逆时针方向的光学双稳回线。这种器件具有光开关、光逻辑、光放大、光存贮、光眼福等多种功能,扩展了硅光电器件在光逻辑、光计算、光通讯等领域中的应用。

硅PIN光电二极管γ电离脉冲辐射的数值模拟

分析了γ电离脉冲辐射诱发硅PIN光电二极管产生光电流的机理。建立了硅PIN光电二极管的器件物理模型以及γ电离脉冲辐射效应模型;运用MEDICI软件,进行了辐射效应数值模拟计算。得出了γ电离脉冲辐射剂量率在100～109Gy(Si)/s范围内,诱发硅PIN光电二极管光电流变化的初步规律。对比了辐射效应数值模拟结果与国外相关文献给出的辐照实验结果。

硅光电二极管光谱响应度的分析

从光电二极管的工作原理出发,对硅光电二极管的光谱响应度进行了论述。分析表明,入射光子的能量、材料的禁带宽度和吸收系数是光谱响应曲线具有波长选择性的主要原因。

4H-SiC NMOS电子、质子辐照数值模拟

分析了高能电子、质子对4H-SiC的损伤机理,建立了4H-SiC NMOS器件物理模型。电子、质子辐照效应模型。应用ISE-TCAD软件进行数值模拟计算,得出在能量为2.5 MeV、注量为5×1013cm-2的电子辐照及能量为6.5 MeV、注量为2×1014cm-2的质子辐照下,4H-SiC NMOS转移特性曲线和亚阈值漏电流曲线变化的初步规律。数值模拟结果与相同条件下Si NMOS实验结果吻合较好。

Si基多层Ge量子点近红外光电探测器研制

采用超高真空化学气相沉积(UHV/CVD)技术在Si衬底上外延生长了PIN结构多层Ge量子点探测器材料。PIN探测器结构由N型Si衬底,多层Ge量子点吸收区,和原位掺杂P型Si盖层构成,电极分别制作于N-Si和P-Si上,以获得好的欧姆接触。制备的Si基Ge量子点光电探测器具有较低的暗电流密度(-1 V偏压下为7.35×10-6A/cm2),与Si相比,探测波长延伸到1.31μm波段。

光照度测量系统设计及实现

在LED照明工程中,光照度是一个非常重要的参数。为了测量LED的照度,在分析光照度测量原理及PO188光传感器工作原理的基础上,设计了以单片机为基础的光照度测量系统,测量系统具有原理清晰,结构简单,读数容易,系统稳定性能好等优点。在量程范围内,实验结果表明测量系统性能良好,实验结果可靠。

硅光探测器紫外响应的改善

利用透过二氧化硅层进行杂质扩散的方法，获得低表面浓度浅结深并具有漂移自建场的掺杂层，制作最佳厚度的光透射膜，使硅光敏二极管的紫外响应获得改善，得到在254nm波长下响应度达0．18A／W的结果．

硅光电探测器的发展与应用

半导体光电探测器由于体积小、灵敏度高、响应速度快、易于集成,是最理想的光电探测器,典型的包括PIN光电二极管、雪崩二极管以及硅光电倍增管。论述了它们的工作原理,以及在光纤通信、传感系统、高能物理、核医学等领域的广泛应用。

现场总线的工厂分布式显示控制系统

研究了分布式显示控制系统中应用CAN总线的软硬件设计,作出了SJA1000的初始化方法和通信程序设计,并得出现场总线的工厂分布式显示控制系统设计方法。

带浅沟槽隔离的双光电二极管电路模型研究

通过器件模拟并结合实验结果,在已有PIN(Positive intrinsic negative)和DPD(Double photo-diodes)探测器电路模型基础之上,对带浅沟槽隔离(STI)准PIN结构的DPD探测器电路模型进行了探讨。模拟了由深N阱和浅沟槽给DPD带来的性能上的改变,同时结合实验结果,从响应电流和探测器的等效串联电阻两方面对电路模型进行了修正,得到了符合该器件的较准确电路模型。

采用PLBT光控振荡器的周期解

采用硅光电负阻器件PLBT可以构成光控振荡器。只要对在光照下PLBT的输出特性进行合理的解析描述,就可以应用KBM方法求解该系统的第一次近似解以及高次近似解。在设计这种振荡器时,该解析解有助于正确选择电路参数。

硅光探测器紫外量子增益谱

对硅光探测器在紫外光波段的量子增益过程进行了分析，考虑到碰撞粒子的相对运动及终态的态密度分布，计算了增益谱．制作了紫外性能良好的硅光电二极管，测量了紫外光谱响应．对实验测量与理论计算进行了比较。

标准探测器在弱光度计量装置中的应用研究

选用高质量的ＰＩＮ硅光电二极管，经稳定性考察，线性检查，Ｖ（λ）修正后与精密Ｉ／Ｖ变换器联为一体。经准确定标出光照度灵敏度后作为标准探测器。分三档调节，适用于测量的照度范围是１０２～１０－３ｌｘ。用该标准探测器准确地将量值传递到能测到１０－８ｌｘ量级的光电倍增管型探测器，从而成功地实现弱光度计量装置的建立。本文重点介绍硅标准探测器的选择、Ｖ（λ）修正、标定结果及误差。

基于分段法照度测量系统研究

为了测量LED的照度,在分析光电池工作原理的基础上,设计了以单片机为基础的光照度测量系统。系统由光电池、A/D转换器件、集成运放、温度传感器和单片机组成。为了克服光电池的温度非线性影响,采用了分段法进行最小二乘标定,即根据标定数据分别采用线性和非线性标定,测量时对温度曲线查表线性内插。测量系统具有原理清晰、结构简单、读数容易、系统线性等优点。经实验测试,表明测量系统性能良好,实验结果可靠。

非外延硅单晶高灵敏度光敏三极管的研制

本文研究用非外延硅单晶制造高灵敏度光敏三极管的方法。首先论述了两个困难:光开通现象和光电特性的非线性现象,然后查明了引起这两种现象的原因,并提出了对策,从而制得了3DU84型高灵敏度光敏三极管;其光电流在100勒克司光照下高达14毫安,在1000勒克司光照下高达60毫安。作为产品,3DU84与PN101/102相当,在100勒克司光照下,光电流最小值为1.5毫安,典型值为2～10毫安。

光电探测器的设计

分析了硅光电二极管的基本结构、等效电路、噪声等情况。为了提高测量时的线性，要选取Ｒｄ大、Ｒｓ小、ｉ０小的硅光电二极管，并在输出短路状态下工作。因此常采用将运算放大器接成电流－电压转换器的办法来满足这一要求。分析了运算放大器的噪声电压、噪声电流、失调电压、失调电流和硅光电二极管的噪声因素对硅光电二极管与运算放大器组合电路的影响。考虑这些因素可以设计出响应快、灵敏度高、稳定度好、测量线性好、信噪比高的探测器。

硅光电二极管快中子和氧离子的辐照效应

研究了硅光电二极管经快中子（注入剂量为1011cm2、能量2．45MeV）和O+++（注入剂量为1010cm－2、能量12MeV）辐照后光电参数的变化规律，并通过光谱光电流的变化，对辐照损伤的空间分布进行了分析。结果表明：两种辐照均引起器件的光电流下降、暗电流增加。在本实验条件下，快中子造成的损伤轻微且均匀地分布在整个器件体内，而O+++辐照损伤区集中在器件表面附近，其损伤较快中子的严重。

光敏面积对小光斑法测量光谱响应率的影响

通过对光电二极管结构和工作原理及光谱响应特性的分析,探讨了在相同工艺条件下,硅光电探测器的小光斑法测试过程中,不同大小光敏面得到不同光谱响应曲线问题。参考一维分析,建立了简化的二维分析方法,并做出定性的分析以及定量的计算,得到与测试一致的结果:光敏面积对响应率的光谱特性的影响为短波基本无变化,长波随光敏面积的减小而减小,为以后的测试改进提供了参考。