线性测量系统中光电探测电路的设计

在一些线性测量系统中一个重要的环节就是光电转换,光电转换由光电探测器来实现,光电探测器的好坏直接影响到最后的实验结果,为了得到好的实验结果,必须要求设计出响应快、灵敏度高、稳定度好、测量线性好、信噪比高的光电探测电路.本文就实验系统中所涉及到的光电探测电路进行研究设计,采用硅光电二极管作为光电探测器.文中分析了硅光电二极管的基本结构、等效电路、噪声等情况,并给出了实用的光电探测电路.　　1　硅光电二极管的基本特性　　1.1　基本结构和等效电路硅光电二极管的等效电路如图1所示,图中is是电流电生器,它是硅光电二极管…     

多孔硅的研究及其应用

多孔硅是一种新型的纳米半导体光电材料,室温下具有优异的光电特性,易与现有硅技术兼容,极有可能实现硅基光电器件等多个领域的应用。本文简明的论述了多孔硅的光电特性之后,又简单介绍了多孔硅在生物科学、照明材料及太阳能电池等多个领域内的应用进展情况,并对其发展前景作了展望。     

扇型探测器光电特性的修正方法

研究了扇形自扫描光电二极管列阵（ＳＳＰＤ）的光电特性，分析了器件的特殊结构和非线性转换特性，提出了一种快速、准确的修正方法。     

红外探测传感器设计

分析了红外辐射温度测量电路光电转换的基本原理,从实际应用情况入手,设计用于高速运动或运转物体的温度测量.硬件电路主要包括光电转换、前置放大、低通滤波器、后级放大.介绍了电路各个部分的作用和设计方法.最后对电路噪声特性进行研究,提出改善信噪比的方法.     

硅光电二极管在光电检测电路中的应用研究

分析了光电检测时硅光电二极管线性响应及噪声特性,给出了硅光电二极管的线性度及信噪比公式,并结合噪声En-In模型^[1],对光电二极管用于光电检测时影响电路信噪比 的因素进行了探讨。     

PLBT硅光电负阻器件及光控正弦波振荡器

首次报道了 PL BT硅光电负阻器件及光控正弦波振荡器的初步研究结果 ,介绍了硅光电负阻器件 (PL BT)的特性并对用该器件所构成的光控正弦波振荡器进行了实验研究     

光照强度对三种硅太阳能电池特性影响的实验研究

为了充分地利用太阳能,研究了光照强度对三种硅太阳能电池特性的影响。用实验方法对单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池特性与光照强度的关系进行了对比研究,系统分析、比较了三种硅太阳能电池输出功率、开路电压、短路电流、最佳负载电阻、填充因子、最大输出功率、光电转换效率与光照强度的关系。实验结果表明,光照强度对三种硅太阳能电池特性有显著影响且比较复杂。基于本文研究结果,在相关应用中就可以根据具体情况选用合适的硅太阳能电池。     

快速低漂移光电流放大器的研制

本文结合硅光电二极管的特性通过实例讨论了光电流放大器设计中的一些问题。较详细地论述了运算放大器参数对放大器特性的影响,並从理论上进行了推导计算。对噪声电压的影响也作了一些讨论,得出了测定元件参数的参考方法。最后给出了放大器的测试结果和在光电高温计中的应用情况。     

多孔硅光电特性及其应用

通过对金属铝、多孔硅及单晶硅样品在无光照和有光照两种不同条件下I-U特性的测试,研究了多孔硅光电特性及其应用.结果表明,多孔硅(PS)具有高的电阻率和敏感的光学特性     

硅基Ⅳ族材料外延生长及其发光和探测器件研究进展

硅基光电集成回路是信息时代最具影响力的核心技术之一,由硅基光源、光电探测器、光调制器等模块组成.硅材料是微电子集成电路的基石,然而在光电集成方面却遇到了瓶颈.首先,由于硅是间接带隙材料,其发光效率极低,因此难以应用于硅基高效光源的研制.其次,硅在近红外通讯波段吸收系数很低,因此在近红外光电探测器的应用中具有较大的局限性.然而,研究者发现,通过能带工程将硅与其他Ⅳ族材料相融合不仅可以有效提高直接带高效发光效率,同时能使材料在近红外波段具有较高的吸收系数.因此,以Ⅳ族材料为基础,与硅工艺兼容的硅基光电集成回路引起了研究者的广泛关注.本文综述了课题组在硅基材料外延生长及其发光和探测器件方面的研究进展.介绍了硅基Ⅳ族材料Ge,SiGe/Ge异质结和量子阱材料的外延生长技术,以及硅基GeSn量子点发光材料的制备新方法.基于硅基Ⅳ族异质结构材料,发展调制金属与半导体接触势垒高度新机理,研制了多种结构的光电探测器.设计并制备了与互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)结构兼容的横向异质结以及双有源区垂直共振腔型两种结构硅基电致发光器件,有效提升器件的发光性能,并观察到应变锗发光增益现象.     

多孔硅整流特性研究

从多孔硅的最基本的器件结构--金属/多孔硅/硅入手,研究这种结构的电学性质:整流特性,对进一步理解和提高多孔硅的电致发光和多孔硅在其它一些电学方面的应用有着积极的意义.用电化学腐蚀法制得多孔硅,对多孔硅电化学氧化和氮气气氛下退火,研究这两种后处理方式对多孔硅整流特性的影响.多孔硅经高浓度硫酸电化学氧化后,整流特性消失;多孔硅经氮气气氛下退火后,整流特性增强;分析了相应的机理.     

无平面结敏感区硅光二极管

研制了在平面ＰＮ结内无敏感区的硅光探测器，测量了这种新结构器件的光电转换特性，说明在光照下，器件的光电流不为零值。     

扇形探测器光电特性的修正方法

研究了扇形自扫描光电二极管列阵（ＳＳＰＤ）的光电特性，分析了器件的特殊结构和非线性转换特性，提出了一种快速、准确的修正方法。     

光敏电阻特性的研究

通过对用光电转换测量仪所测出的光敏电阻特性的一些数据、图像的研究、验证了光敏电阻的光照特性、伏安特性和光谱特性。     

多孔硅整流特性研究

从多孔硅的最基本的器件结构——金属/多孔硅/硅入手,研究这种结构的电学性质：整流特性,对进一步理解和提高多孔硅的电致发光和多孔硅在其它一些电学方面的应用有着积极的意义。用电化学腐蚀法制得多孔硅,对多孔硅电化学氧化和氮气气氛下退火,研究这两种后处理方式对多孔硅整流特性的影响。多孔硅经高浓度硫酸电化学氧化后,整流特性消失;多孔硅经氮气气氛下退火后,整流特性增强;分析了相应的机理。     

穿通增强型硅光电晶体管的结构及参数优化

为克服各种常用光电探测器件的缺点, 对穿通增强型硅光电晶体管进行了结构优化和参数优化。将窄基区穿通晶体管仅在一侧与宽基区光电晶体管复合的传统结构, 改进为窄基区穿通晶体管在中间, 两侧各复合一个长度减半的宽基区光电晶体管。同时, 对不同窄基区宽度下的暗电流、 光生电流及光电响应率等随偏压变化的电学性能和光电转换特性进行仿真, 得到窄基区宽度最优参数。然后对优化后的器件在不同光强下的光生电流和光电响应率随偏压的变化进行了仿真, 分析了器件在不同光强下的响应特性。结果表明, 当窄基区宽度为0.6 μm时, 器件性能折中达到最优, 在0.5 V偏压下, 器件暗电流仅为1 μA;入射光功率密度为10^-7 W/cm²时, 器件响应率高达4×10⁶ A/W。     

用光探针法测量表面复合速率

通过系统的研究分析,建立了应用光探针的光电（ＰＣ）测量方法,应用镜像法和点源产生近似原理建立了物理模型,并进行了系统的理论分析．导出了光电流与表面复合速率相应关系的计算公式,确定了可进行电量测量的实验装置．采用此方法,测量了台面型高压硅半导体器件的无机钝化和有机保护界面的表面复合速率．通过测量结果和计算结果的归一化比较,获得了其表面复合速率．     

无掩模选择性制备硅纳米线阵列及其光致发光

基于金属辅助硅化学刻蚀发展了一种无掩模选择性区域制备硅纳米线阵列的方法, 并利用该方法成功制备了图形化的硅纳米线阵列. 扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM) 分析表明, 所制备的硅纳米线阵列是高质量的多孔微纳米结构, 并利用拉曼光谱仪研究了室温下硅纳米线阵列的光致发光特性. 结果表明, 硅纳米线阵列可实现有效的光发射, 发光波峰为663 nm. 该方法工艺简单、有效, 可潜在地应用于构筑硅基光电集成器件.     

双面钝化高效硅空间太阳电池的设计及研究

从研制空间用高效太阳电池出发,比较了双面钝化硅太阳电池相对于砷化镓太阳电池的优势,提出了一种新型双面钝化高效硅太阳电池的设计思想和研制方法．给出电池样品的测试结果,该电池在ＡＭ０,２５℃下光电转换效率为１８．７％．     

基于光栅的光电测长的原理

光电测长仪是一种增量式编码器 ,是利用光栅尺形成的莫尔条纹 ,通过光电转换、辨向和细分等环节实现数字计数测量。文章介绍了光栅式光电测长仪的工作原理。