光电耦合器件1/f噪声和g-r噪声的机理研究

对光电耦合器件1/f噪声和gr噪声(产生-复合噪声)的偏置特性及其产生机理进行了实验和理论研究.结果表明在低频段,光电耦合器件的gr噪声通常表现为叠加1/f噪声,且两者均随输入电流的增加呈现先增大后减小的规律.通过测量前级噪声和后级噪声,发现光电耦合器件的gr噪声源为后级光敏三极管.理论分析表明光电耦合器件的1/f噪声主要为表面1/f噪声,gr噪声则源于光敏三极管发射结空间电荷区的深能级对载流子的俘获和发射.

光电耦合器件闪烁噪声模型

对电应力前后光电耦合器件的闪烁噪声(1/f噪声)进行了实验和理论研究.实验发现,应力前后1/f噪声幅值随偏置电流均有相同的变化规律:在低电流区,1/f噪声幅值与偏置电流成正比,在高电流区,1/f噪声幅值与偏置电流的平方成正比,且应力后1/f噪声幅值增大了约7倍.理论分析表明,小电流时该器件的1/f噪声为扩散1/f噪声,大电流时为复合1/f噪声,应力在器件有源区诱生的陷阱是1/f噪声增大的根本原因.基于载流子数涨落和迁移率涨落机制,建立了一个光电耦合器件1/f噪声的定量分析模型,实验结果和模型符合良好.

基于小波分析和虚拟仪器技术的1/f噪声研究

传统基于傅立叶分析和频谱分析仪的微弱信号检测方法无法对1/f噪声进行实时、高速、精确的测量与分析。本文在以虚拟仪器为平台,内嵌小波分析的低频噪声检测系统基础上对1/f噪声进行了实验和理论研究。实验结果表明,该系统能够检测到的1/f噪声幅值比传统的测试方法低2个数量,以小波理论构建的两个参量更深入细微地表征了1/f噪声特性:模极大值分布能够鉴别不同类型的1/f噪声产生机构,相似系数可描述应力对器件1/f噪声的影响。

n/p沟道MOSFET1/f噪声的统一模型

对n/p两种沟道类型、不同沟道尺寸MOSFET的 1/f噪声特性进行了实验和理论研究 .实验结果表明 ,虽然nMOSFET的 1/f噪声幅值比pMOSFET大一个数量级 ,但是其噪声幅值均表现出和有效栅压的平方成反比、和漏压的平方成正比、和沟道面积成反比的规律 .基于该实验结果 ,认为MOSFET的 1 f噪声产生机理为位于半导体_氧化物界面附近几个纳米范围内的氧化层陷阱通过俘获和发射过程与沟道交换载流子 ,在引起载流子数涨落的同时也通过库仑散射导致沟道载流子迁移率的涨落 .在这两种涨落机理的基础上 ,引入了氧化层陷阱的分布特征及其与沟道交换载流子的隧穿和热激活两种方式 ,建立了MOSFETl/f噪声的统一模型 .实验结果和本文模型符合良好 .

4H-SiC衬底AlGaN/GaN HEMTs台面隔离技术的改进

采用离子注入和ICP干法刻蚀相结合的台面隔离技术提高了4H-SiC衬底A lGaN/GaNHEMTs的直流特性和高频特性。与只采用干法刻蚀进行台面隔离的器件相比,相邻器件有源区之间的泄漏电流减少了两个数量级,栅肖特基泄漏电流在栅漏电压为-40V时由38.5μA减小到1.2μA,截止频率由3.2 GHz提高到6.7 GHz。分析了器件泄漏电流减小和频率特性提高的原因。