MOSFET1/f噪声相似性的子波鉴别方法

基于傅里叶分析的功率谱密度只能反映1/f噪声的整体频率特性,子波变换模极大值能够反映1/f噪声的奇异性和非规整性,而后者才是1/f噪声最本质的特征所在.本文将这一特性用于MOSFET 1/f噪声的相似性分析.从子波变换模极大值匹配原理出发,定义了一个1/f噪声的相似系数,利用它对不同形成机制、不同微观缺陷状态、不同偏置应力作用下的MOSFET 1/f噪声进行了相似性分析,发现它可作为鉴别1/f噪声的物理起源,分析1/f噪声的微观动力学机制,筛选有潜在缺陷或损伤的MOS器件的有效手段.     

多晶硅导电材料的1/f噪声模型研究

在多晶硅导电材料的1/f噪声迁移率涨落、载流子数涨落机制和模型的基础上,修正了基于迁移率涨落机制的噪声模型。通过分析材料中载流子输运的实际物理过程,论证了产生1/f噪声的两种机制同时存在于多晶硅材料中,提出建立多晶硅导电材料1/f噪声双机制不同掺杂浓度统一模型的思路。     

GaAlAs红外发光二极管功率老化对其1/f噪声特性的影响

在可靠性筛选中检测具有潜在损伤的器件一直是个难题.对GaA lAs红外发光二极管(IRLED)功率老化前后低频噪声的测量发现,1/f噪声幅值与偏置电流的γ次方成正比(小电流区γ=1,在大电流区γ≈2),且老化后1/f噪声幅值比老化前增大2个数量级.基于载流子数涨落和迁移率涨落机制建立了一个GaA lAs IR LED的1/f噪声模型,分析结果表明GaA lAs IR LED的1/f噪声在小电流时反映体陷阱特征,大电流时反映激活区陷阱特征,1/f噪声的增加归因于功率老化诱生的界面陷阱和表面陷阱,1/f噪声可以用来检测GaA lAs IR LED s的潜在缺陷.     

基于多尺度Wiener滤波器的分形噪声滤波

针对淹没在1/f噪声中的有用信号恢复问题,本文提出了一套基于双正交小波变换与Wiener滤波的多尺度滤波算法,并设计出多尺度Wiener滤波器.首先,利用双正交小波变换将带有1/f噪声的信号分解成多尺度的子带信号,通过小波变换对1/f噪声的白化作用,消除了1/f噪声的非平稳性、自相似性和长程相关性.其次,在小波域内,利用Wiener滤波,实现了噪声和有用信号的分离,估计出了各子带中的有用信号.最后,利用双正交小波的精确重构性,较好地恢复出淹没在1/f噪声中的有用信号.仿真实验表明,该滤波器能有效的抑制分形噪声,显著地提高信噪比.     

激光二极管1/f噪声峰及其产生机理的研究

对42只大功率InGaAsP/GaAs量子阱(QW)激光二极管(LD)低频1/f噪声幅值(Bv)在小注入下(10-6～10-3A)的变化规律进行了研究.实验结果表明,器件在足够小的注入电流下可观察到完整的1/f噪声峰(Bv峰).理论分析和实验结果均表明,Bv峰是LD非线性占优势的标志且其位置与并联线性泄漏程度密切相关,并联线性泄漏会导致Bv峰右移.理论分析还表明,Bv峰右侧的1/f噪声源于有源区,Bv峰左侧的1/f噪声源于有源区周边的线性并联结构,该研究为电流泄漏的噪声诊断提供了理论依据.     

硅双极晶体管1／f噪声的物理机制

在低频下,1/f噪声是硅双极晶体管的主要噪声。到目前为止,一般认为,1/f噪声有二种来源:表面态的存在和体内自由载流子迁移率的涨落。这两种1/f噪声有不同的表现形式。目前还没有统一的模型来描述1/f噪声,这是由于对1/f噪声的物理机理还没有一个完整、统一的理论。本文对已见发表的1/f噪声主要研究结果作了评述。     

基于界面材料损伤的晶体管辐射噪声表征模型

在双极晶体管界面材料辐照损伤机理及缺陷产生微观机制分析的基础上,结合缺陷与电参量及1/f噪声参量之间的关系,建立了辐照损伤的1/f噪声模型.通过讨论噪声与晶体管可靠性之间的关系,探讨所建立的噪声模型用于双极晶体管辐射表征的方法的可靠性.结果表明此方法为晶体管的可靠性筛选,提供了理论依据.     

光电耦合器电流传输比的噪声表征

光电耦合器中可俘获载流子的陷阱密度是影响其电流传输比(CTR)的重要因素,并与器件可靠性有密切关系.在器件内部的多种噪声中,1/f噪声可有效地表征器件陷阱密度.本文在研究光电耦合器工作原理以及1/f噪声理论的基础上,建立了光电耦合器的CTR表征模型和1/f噪声模型.在输入电流宽范围变化的条件下,测量了器件的电学噪声和CTR变化,实验结果验证了以上模型的正确性.将CTR模型与噪声模型相结合,得到了CTR与1/f噪声之间的关系.此关系应用于对光电耦合器辐照实验结果的分析,实验结果与理论得到的结论一致.理论与实验结果表明,噪声幅值越大,电流指数越接近于2,则器件的可靠性越差,相同工作条件下CTR的老化衰减量越大,其失效率显著增大.从而证明噪声可表征光电耦合器的CTR并能准确地反映器件的可靠性.     

光电耦合器电流传输比的噪声表征

光电耦合器中可俘获载流子的陷阱密度是影响其电流传输比(CTR)的重要因素,并与器件可靠性有密切关系.在器件内部的多种噪声中,1/f噪声可有效地表征器件陷阱密度.本文在研究光电耦合器工作原理以及1/f噪声理论的基础上,建立了光电耦合器的CTR表征模型和1/f噪声模型.在输入电流宽范围变化的条件下,测量了器件的电学噪声和CTR变化,实验结果验证了以上模型的正确性.将CTR模型与噪声模型相结合,得到了CTR与1/f噪声之间的关系.此关系应用于对光电耦合器辐照实验结果的分析,实验结果与理论得到的结论一致.理论与实验结果表明,噪声幅值越大,电流指数越接近于2,则器件的可靠性越差,相同工作条件下CTR的老化衰减量越大,其失效率显著增大.从而证明噪声可表征光电耦合器的CTR并能准确地反映器件的可靠性.     

硅双极晶体管1／f噪声的物理机制

在低频下,1/f噪声是硅双极晶体管的主要噪声.到目前为止,一般认为1/f噪声有二种来源:表面态的存在和体内自由载流子迁移率的涨落,这二种1/f噪声有不同的表现形式.目前还没有统一的模型来描述1/f噪声,这是由于1/f噪声的物理基础还没有一个完整的认识.本文对1/f噪声研究的主要结果作了评述.     

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。     

SiGe HBT噪声的研究进展

噪声对RF电路设计非常关键,故需要对SiGe HBT噪声特性进行深入研究。根据器件的高频噪声模型,指出了影响SiGe HBT高频噪声参数的主要因素,论述了优化设计的具体方法;举例说明尺寸缩小使得高频噪声性能已经达到了GaAs pHEMT的水平,fT达到了375 GHz。分析了SiGe HBT低频噪声的机理和模型及其与几何尺寸的关系,指出用fC/fT表达低频噪声性能更合适;举例说明小尺寸效应使得SiGe HBT的低频噪声偏离了1/f噪声形式。     

Numerical modeling of fluctuation phenomena in semiconductors and detailed noise study of mid-wave infrared HgCdTe-heterostructure devices

The aim of this paper is to present an effective numerical model of fluctuation phenomena in semiconductor structures with an arbitrarily defined doping profile and variable-band structure. The model enables the spectral intensity of the noise current to be calculated. It is known that the 1/f noise may result in fluctuations of the carrier mobility. It is not clear, however, why strong 1/f noise is observed in reverse-biased HgCdTe nonequilibrium photodiodes when saturation currents are usually very low. In the present paper, we try to answer this question. Although the nonequilibrium mode of operation leads to the reduction of the generation-recombination (g-r) noise, it increases the electric field as well as the band mobility of carriers and its fluctuations. The observed low-frequency noise is due to the fluctuations of current density caused by mobility fluctuations assisted by the electric field.     

厚膜电阻器的噪声及其应用

本文综述了厚膜电阻器中噪声的种类，产生部位及机理的研究，重点介绍了厚膜电阻器的导电机制及1/f噪声的模型，并详细讨论了测量厚膜电阻器中1/f噪声的测量系统，在以上讨论的基础上，对厚度电阻器的低噪声化进行了简单的分析，展望了噪声作为可靠性表征参量的前景。     

DC应力n-MOSFET热载流子退化的1/f噪声特性

研究了DC应力n.MOSFET热载流子退化的Sfγ噪声参量.提出了用噪声参数和Sfγ表征高、中、低三种栅应力下n-MOSFET抗热载流子损伤能力的方法.进行了高、中、低三种栅压DC应力下热载流子退化实验.实验结果和本文模型符合较好.     

低偏置电流下大功率半导体激光器低频电噪声特性

测量了大功率InGaAsP/GaAs量子阱半导体激光器在五十分之一阈值电流下的电压低频噪声功率谱密度.实验结果显示,激光器的低频电噪声呈现1/f噪声,在不同的偏置电流范围内,1/f噪声幅度随电流的变化关系不同,整体上随偏置电流的增大而减小,实验中并未发现g-r噪声.结合低偏置电流时激光器动态电阻的大小,给出了1/f噪声的模型,分析了在低偏置电流下的1/f噪声主要来自有源区和漏电电阻,其幅度的大小及其随偏置电流的变化趋势与激光器的可靠性有密切的关系.     

1/f noise in HgCdTe photodiodes

1/f noise in HgCdTe photodiodes has been attributed to a variety of sources, most of which are associated with some form of excess current. At DRS, we have measured the 1/f noise in vertically integrated (VIP) and high-density vertically integrated photodiodes (HDVIP), over a wide range of compositions and temperature, for strictly well-behaved diffusion current limited operation. It is found that (1) the 1/f noise current is directly dependent on dark current density; (2) material composition and temperature are irrelevant, except in as much as they determine the magnitude of the current density; (3) in high-quality diodes, the 1/f noise is independent of background flux; and (4) surface passivation is relevant. These observations have been compared to the 1/f noise theory of Schiebel, which uses McWhorter’s fluctuation of the surface charge tunneling model to modulate diode diffusion current. Agreement is obtained with Schiebel’s theory for realistic surface trap densities in the 10¹²/cm² range, which will obviously be characteristic of the passivation used. The relevance of this work relative to high operating temperature phtodiodes is discussed.     

MOSFET抗辐照能力预测方法

基于金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)噪声的载流子数涨落和迁移率涨落理论,建立起MOSFET抗辐照能力预测模型.利用该模型,可较好地通过辐照前的1/f噪声参量,预测辐照后分别由氧化层陷阱和界面陷阱诱使阈值电压漂移的情况.模型模拟结果与实际测量结果符合良好,验证了预测模型的正确性,并为工程应用提供MOSFET抗辐照能力预测方法.