半导体二极管在以太网端口的应用研究

利用半导体二极管的单向导电原理和嵌位电压特性作为保护电路,该电路具有结构简单,实用性强、电压低、容性小、时间短等特点。用它来保护高速发展的以太网端口,特别是千兆的以太网端口,高性能的集成块具有很强大的保护作用,能够使精密的仪器免受瞬态电压的破坏。本文网络版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/274758.htm     

工艺参数对低压TVS器件耐压的影响

目前低压瞬间电压抑制(TVS)二极管工艺参数的研究还不够深入.从深p型(DP)基区杂质浓度、杂质注入能量及基区尺寸控制三个方面探究了工艺条件对低击穿电压的影响.当DP注入剂量小于6.0×1014cm-2时,pn结以雪崩击穿为主,耐压大于6V.DP注入能量在50 keY以下与高浓度n+区复合形成的pn结雪崩击穿耐压大于6V;当控制基区尺寸使n+集电区与DP基区的间距大于1.2 μm时击穿电压保持为7V,但是随着n+与DP基区的间距增加,电流导通路径受到挤压变窄,在相同的反向测试电流下,器件耐压略有提升.通过对单向TVS工艺仿真优化,选择了关键工艺参数,并进行了工程实验,制备了兼具低电容和高抗ESD能力的TVS器件,保证了对主器件实施可靠的保护.     

NiuPt1-uSivGe1-v/Si0.72Ge0.28界面形貌的改善

针对锗硅在形成金属锗硅化物时存在部分应力释放、界面形貌特性变差的问题,提出了在Si0.72Ge0.28上分别外延薄硅(Si)覆盖层和锗硅(Si072Ge0.28)缓冲层的工艺方案.实验结果表明,通过两步快速热退火,两个方案的工艺条件都能形成低阻的NiuPt1-uSitGe1-v和改善NivPt1-uSitGe./Si0.72Ge0.28的界面形貌.但相比较而言,在Si0.72Ge0.28上外延10 nm Si覆盖层的方案能够形成更好的NiuPt1-uSivGe1-t/Si0.72Ge0.28界面形貌.与没有改进的方案相比,该方案形成的肖特基接触更具有更低的肖特基接触势垒高度,更易形成欧姆接触.     

250GHz太赫兹谐波混频器设计

太赫兹变频组件是实现太赫兹成像和通信应用的关键器件。本文中介绍了基于hammer-head滤波器紧凑结构,结合肖特结二极管的三维模型和电气模型,设计低变频损耗250GHz太赫兹谐波混频器的方法。在高倍光学显微镜的精准测量下,建立尺寸可以跟信号波长相比拟的二极管三维模型,准确模拟二极管的高频特性以提高电磁仿真精度。为了进一步降低太赫兹混频器的变频损耗,文中除了采用紧凑型的hammer-head滤波器结构外,同时通过波导探针直接实现与二极管阻抗的匹配,简化了混频器的结构降低谐波信号传输线损,从而降低太赫兹谐波混频器的变频损耗。最终仿真结果表明,250GHz谐波混频器在3d Bm的本振功率驱动下,在230~270GHz射频范围内,变频损耗(SSB)均小于6.8d B,最低变频小于6.2d B,中频带宽大于20GHz。     

664GHz接收前端技术研究

基于X波段源,通过9×2×2次倍频链实现了输出约1-2m W的320-356GHz全固态倍频源。该信号源作为本振信号驱动664GHz接收前端的二次谐波混频器,该混频器采用了有源偏置技术以降低混频器的本振驱动功率和接收机的噪声温度。仿真结果表明,混频二极管在0.3m W本振驱动功率及0.35V直流偏置下,在650-680GHz带宽内,仿真得到的单边带变频损耗小于12d B,666GHz最小损耗为10.8d B。     

三电平逆变器共模电压分析与抑制

为抑制三电平逆变器共模电压,以二极管钳位式拓扑为例,分析其共模电压产生机理并提出一种抑制共模电压的简化三电平5段式空间矢量脉宽调制算法。该算法通过选取输出共模电压幅值小的基本电压矢量参与调制来抑制共模电压。仿真和实验结果表明,所提算法将共模电压最大幅值抑制到Vdc/6,比传统一般算法、抑制共模电压的7段式、7段式算法分别减少2/3,1/2,0,且可以克服上述3种算法输出共模电压幅值随其调制度变化而变化的缺点。     

室内可见光通信APD 探测电路的设计与实现

室内可见光无线通信技术是随着白光LED 照明技术的发展而兴起的无线光通信技术。在分析目前的可见光通信技术基础上,针对室内可见光通信系统的应用需求,设计了雪崩光电二极管(APD)探测电路组件。首先阐述了APD 探测电路的工作原理,其次详细设计并分析了系统各组成部分的电路结构及其功能,最后对所设计的用于室内可见光通信接收子系统的探测组件进行了相关实验测试。实验结果表明:设计有效可行,APD 探测电路具有增益高、带宽宽、温控可靠、稳定性好等优点,对室内可见光通信系统有很好的应用价值,为室内可见光通信系统进一步研究提供依据。     

用于光子计数的InGaAs/InP SPAD设计

重点研究了InGaAs/InP SPAD的隧道贯穿电场、雪崩击穿电场、雪崩宽度与过偏电压的关系,提出了过偏电压的计算方法.分析了InGaAs/InP SPAD的基本特性即探测效率、暗计数率与其过偏电压、工作温度、量子效率、电场分布的依赖关系,提出了一种单光子InGaAs雪崩二极管的设计方法.设计制作了InGaAs/InP SPAD,并在门控淬灭模式下进行了单光子探测实验.结果表明:对于200m的SPAD,在过偏2 V、温度-40 ℃条件下,探测效率(PDE) 20%(1 550 nm)、暗计数率(DCR)20 kHz;对于50m的SPAD,在过偏2.5 V、温度-40 ℃条件下,探测效率(PDE) 23%(1 550 nm)、暗计数率(DCR)2 kHz.最后对实验结果进行了分析和讨论.     

一种新型睡眠呼吸暂停检测系统的设计

为了监测睡眠呼吸暂停低通气综合征,基于光栅编码传感器,设计了可穿戴式的呼吸暂停检测仪。光栅编码传感器被嵌入在一条系在患者腰部的腹带内,在呼吸过程中,由于腹部体积的变化引起腹带中光栅的位置发生变化。通过光电二极管传感器阵列对光栅的运动进行检测,采用单片机对信号进行分析处理,从而判断呼气和吸气的过程,计算出呼吸周期,若周期超时则为呼吸暂停。经多次实验,并与呼吸检测设备的检测结果进行比较,本系统的平均精确度高于95%。     

一种高压4H-SiC二极管改进场限环结终端结构

设计了一种用于3.3 kV4H-SiC肖特基二极管的场限环(FLR)结终端保护结构。该结终端保护结构是通过在高能离子注入形成二极管p+有源区的同时在结边缘形成多个不同间距的p+场限环来实现的,以避免多次离子注入。借助半导体数值仿真软件Silvaco,对制备二极管所用的4H-SiC材料外延层耐压特性进行了仿真验证;对场限环的环间距和场限环宽度进行了优化,形成由34个宽度5μm的场限环构成的场限环结终端结构。以此为基础,采用4英寸(1英寸=2.54 cm)n型4H-SiC外延片成功制备了3.3 kV4H-SiC二极管器件。简述了制备工艺流程,给出了部分关键工艺参数。对二极管芯片进行了在片测试和分析,反向漏电流密度1 mA/cm2时的击穿电压约为3.9 kV,且70%以上的二极管耐压可达到3.6 kV以上,验证了这一场限环结终端的可行性。