导读:本文包含了暗电流抑制论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:暗电流,宽光谱,高速,电容
暗电流抑制论文文献综述
马晓凯[1]（2019）在《光通信波段光探测器的暗电流抑制与宽谱高速及大功率响应特性的研究》一文中研究指出随着信息化的不断发展,人们对网络通信量的要求不断提高,基于光通信技术的海量数据的长距离快速传输成为信息领域中一个久盛不衰的重要研究方向。在光通信系统中,光探测器作为将光信号转化为电信号的接收终端,在信息传输方面起着至关重要的作用。高速大容量光通信系统的不断发展,要求光探测器同时具备低暗电流、高速响应、大功率输出、宽光谱探测等优良特性。本论文以抑制光探测器暗电流、实现光通信波段的宽谱探测、提高光探测器高速及大功率响应特性为目标,从光探测器的暗电流机制和电容等基本特性出发,围绕光探测器的宽光谱和阵列化探测技术以及器件混合集成技术开展研究。本论文的主要创新点以及研究成果如下:1.为了抑制PIN光探测器的暗电流,提出一个完整的计算暗电流的模型和抑制暗电流的方案。该模型考虑了光探测器中的缺陷能级引起的缺陷辅助隧穿电流,并且指出在低偏下Shockley-Read-Hall(SRH)产生-复合和缺陷辅助隧穿是产生暗电流的两个主要机制。在5V偏压下,当吸收层掺杂浓度为1×1015cm-3、厚度低于lμm时,以及当吸收层厚度为2μm、掺杂浓度大于7×1015cmm-3时,缺陷辅助隧穿是暗电流的主要机制。用该模型仿真计算得到的总暗电流与测试得到的暗电流吻合较好。基于该模型得到的暗电流抑制方案如下:(1)减小吸收区厚度可以抑制暗电流。当吸收层掺杂浓度为1×1015cm-3,吸收区厚度小于1.2μm时,暗电流小于2nA。但是减小吸收区厚度会影响光探测器的响应度,因此应该在满足响应度的要求下尽量减小吸收区的厚度去抑制PIN光探测器的暗电流。(2)增加吸收区掺杂浓度,可以抑制暗电流。当吸收层厚度为2μm,掺杂浓度超过1×1016cm-3时,增加掺杂浓度对暗电流的抑制作用减弱,并且会影响PIN光探测器的其他性能。因此为了最有效地抑制暗电流,吸收区掺杂浓度应该在1×1016cm-3左右。(3)降低温度可以抑制暗电流。因为降温可以显着减小SRH产生-复合电流。2.提出一个完整的单行载流子光探测器的暗电流模型和一个抑制暗电流的方案。重点考虑了缺陷对暗电流的影响,发现器件中的暗电流主要在靠近收集区处的InGaAs层产生。利用该模型计算得到的总暗电流与实验测得的暗电流大小较为吻合。基于该模型得到的暗电流抑制方案如下:(1)降低收集区的掺杂浓度可以抑制暗电流。但是掺杂浓度降到1×1015cm-3以下时,暗电流抑制效果不再明显,同时,如果继续降低掺杂浓度对材料生长是一个挑战。因此,为了得到较小的暗电流,最佳收集区掺杂浓度为1×1015cm-3。(2)增加收集区的厚度有利于减小暗电流,但是在低压下抑制效果不明显。当反向偏压超过1.5V时,增加收集区的厚度可明显抑制暗电流。3.提出并制备了一种低暗电流、高响应度的InP基宽光谱光探测器。通过在顶部引入P+型InAlAs层,减少了器件在850nm波长下的吸收损耗。通过引入InGaAsP本征层,增加了器件在850nm波长下的吸收,平滑了能带结构,减小了器件的电容。响应度在850nm、1310nm和 1550nm波长下分别达到0.43A/W、0.47 A/W和0.4 A/W。当反向偏压在0～1V时,器件的暗电流低于1nA。1550nm波长下的3-dB带宽达到17.2GHz。4.研究了上述InP基宽谱光探测器的电容-电压曲线的频率依赖特性。当交流信号测试频率为50kHz和100kHz时,观察到负微分电容效应,该效应在频率超过200kHz时消失。根据前人有关负微分电容成因的分析结论,推断出器件中来自深能级中心的热离子发射率小于200kHz。5.提出一个微分电容模型,利用该模型分析了电容对光功率的依赖特性:在0～130mW的光功率范围内缓慢增加;在130～140mw的光功率范围内快速增加;在140mw以上的光功率范围内快速下降。为了实现较好的高速响应特性,给出了光探测器工作的光功率上限:即130mW。电容最大值处的光功率和直流饱和点处的光功率接近,直流饱和之后,电容急剧减小。随着收集层厚度的增加,电容最大值减小,同时,电容最大值处的光功率也变小。6.提出并制备了一种与亚波长光栅功分器混合集成的叁管芯、四管芯对称连接的单行载流子光探测器阵列。设计并制备了用于该阵列的功分器。实验完成了上述两者的混合集成。叁管芯混合集成阵列在15GHz处的最大射频输出功率为11.5dBm,相应的光电流为70mA;四管芯混合集成阵列在15GHz处的最大射频输出功率为13.1dBm,相应的光电流为91mA。该混合集成结构实现了大功率信号光在多个光探测器管芯中的分别接收,提高了器件的大功率性能,解决了光信号相位失配问题,降低了器件的复杂度。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-06-07）
陈剑武,张元涛,刘银年[2]（2015）在《CCD暗电流自动抑制的一种方法》一文中研究指出分析了背照式CCD的暗电流组成成份及其温度特性,以及暗电流对CCD随机噪声、固定图案噪声(fixed pattern noise,FPN)等性能的影响。提出了根据暗像元信号大小实时自动调整CCD驱动电路的偏压和时序以抑制和稳定暗电流的方法。实验结果表明,该方法在53℃时使暗电流和FPN降低了一个数量级,噪声减小了近50%;在25~53℃的温度范围内维持暗电流变化不超过400e-,CCD噪声变化不超过5e-,FPN的变化不超过150e-,在较高温度下CCD的图像质量得到明显改善。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2015年19期）
宋伟清[3]（2015）在《逐元暗电流抑制的CMOS红外探测器读出电路研究》一文中研究指出红外探测成像技术具有抗干扰能力强、侦测半径长以及可全天候工作等优点,在军事、民用和科学等领域有广泛应用。在航天应用场景中,中长波红外探测器经常面临较高的宇宙背景辐射。主流应用的碲镉汞红外探测器本身暗电流较大,并且各像元的暗电流具有较大的非均匀性。这时,采用常规读出电路方案时其输出信号动态范围过小,甚至部分像元信号电压无法读出,这大大降低了系统的动态范围。针对性这个问题,本文设计了逐元暗电流抑制的读出电路。综合考虑了各种读出电路的输入级结构,采用CTIA型放大器,来获得稳定的探测器两端偏压。设计并采用了电流镜和电流存储单元相结合的技术,由电流镜进行完整背景整体抑制,由电流存储单元完成逐元暗电流抑制。同时采用低功耗的相关双采样结构来降低电路功耗,使得该结构便于应用于焦平面阵列。电路采用CSMC0.5um Double Poly Triple Metal Mixed Signal工艺完成电路流片。电路仿真结果表明,暗电流抑制结构可以大大增加电路积分时间。同时,该读出结构的暗电流非均匀性抑制比可达-22.7d B,输出信号摆幅抑制达-17d B,读出信号线性度达97.6%,最小测量对比度小于-55d B。77K低温测试结果表明,CTIA积分输入级具有优良的性能特性,能够给探测器提供稳定偏置电压。同时,相关双采样N管跟随电路设计能有效性地减低电路总功耗。通过采用增加电流镜地线宽度的方法,能减小电流镜对地线的敏感性,有效地提高线列电路的非均匀性指标。采用电流存储单元的设计可以有效降低由于暗电流带来的输出电压非均匀性。输出摆幅达到2V,非均匀性下降幅度明显,同时并没有增加很多电路的功耗及噪声。本设计基本达到预期目的,该读出电路的设计可适用于阻抗大于106Ω的光伏型红外探测器。利用宽电流镜地线的电路设计方法可应用到将来更大规模的超长线列非制冷探测器读出电路的研制中,对尤其是中长波红外探测器读出电路的工程化研制提供了重要的参考依据。(本文来源于《中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)》期刊2015-05-01）
宋伟清,周廉,白涛,袁红辉[4]（2015）在《基于逐元暗电流抑制的红外探测器读出电路研究》一文中研究指出在航天应用领域,大部分中长波红外探测器都工作在高背景下。由于线列碲镉汞(HgCdTe)红外探测器本身的暗电流较大且各像元的暗电流具有很大的非均匀性,采用常规读出电路方案时的输出信号动态范围过小,甚至部分像元的信号电压也无法读出。采用将电压电流转换和电流存储单元相结合的方法,设计了一种具有逐元背景抑制功能的中波红外探测器线列读出电路。该方法不仅可以抑制不同像元的暗电流,而且还可以有效提高电路的信噪比,并可增大输出信号的动态范围。电路测试结果表明,在90 K低温下,电路输出摆幅为2 V,输出电压的非均匀性下降了70%,因此该研究对中长波红外探测器的工程化设计具有重要的指导意义。(本文来源于《红外》期刊2015年04期）
董明,郭旭光,谭智勇,刘晓艳,郭方敏[5]（2014）在《太赫兹量子阱探测器的暗电流抑制电路研究》一文中研究指出主要研究了太赫兹量子阱探测器读出电路中的暗电流抑制模块。首先从理论上分析了太赫兹量子阱探测器产生暗电流和光电流的原理。由于太赫兹量子阱探测器中电子输运行为非常复杂,难以通过理论推导建立精确等效电路模型的解析表达式。通过对太赫兹量子阱探测器的电流电压实验数据进行拟合,提出压控电流源等效电路模型。利用此模型设计读出电路信号源及暗电流抑制模块,结合读出电路进行仿真验证电路模型的准确性。发现与传统暗电流抑制电路相比,压控电流源电路模型能够在器件工作偏压变化时对其暗电流进行精确抑制,提高读出电路性能,因此更适合作为太赫兹量子阱探测器读出电路的暗电流抑制模块。(本文来源于《激光与红外》期刊2014年04期）
黄松垒,张伟,黄张成,方家熊[6]（2011）在《基于输入失调补偿的暗电流抑制读出电路研究》一文中研究指出InGaAs光敏元的暗电流是衡量探测器材料性能的一个重要指标。对于2.4μm延伸波长InGaAs,它的暗电流比1.7μm的要大2~3个数量级。文章简单介绍了InGaAs光敏芯片的暗电流、噪声和偏压的关系。光敏元的偏压越小,暗电流和噪声越小。侧重介绍了一种基于输入失调电压补偿的InGaAs暗电流抑制电路的结构。此电路有两种工作模式:失调电压补偿模式和不补偿模式。在补偿模式下,即使放大器两个输入端的失调电压达到28 mV,光敏元两端电压通过补偿后可以降低到小于0.5 mV。(本文来源于《半导体光电》期刊2011年03期）
黄松垒,张伟,黄张成,方家熊[7]（2010）在《基于输入失调补偿的暗电流抑制读出电路研究》一文中研究指出InGaAs光敏元的暗电流是衡量探测器材料性能的一个重要指标。对于2.4um延伸波长InGaAs,它的暗电流比1.7um的要大2～3个数量级。本文简单介绍了InGaAs光敏芯片的暗电流、噪声和偏压的关系。光敏元的偏压越小,暗电流和噪声越小。侧重介绍了一种基于输入失调电压补偿的InGaAs暗电流抑制电路的结构。此电路有两种工作模式:失调电压补偿模式和不补偿模式。在补偿模式下,即使放大器两个输入端的失调电压达到28mv,光敏元两端电压通过补偿后可以降低到小于0.5mV。(本文来源于《中国光学学会2010年光学大会论文集》期刊2010-08-23）
张闻文,陈钱[8]（2008）在《基于周期反转模式的表面暗电流抑制》一文中研究指出为了抑制电子倍增CCD的表面暗电流,运用Shockley-Read-Hall理论解释了表面暗电流的产生过程,通过曲线拟合建立了表面暗电流的理论模型,定量分析了电子倍增CCD从反转模式切换到非反转模式后表面暗电流的恢复特征时间。根据这一时间特性提出了周期反转模式的概念,在信号积分期里对成像区时钟进行调制,加入周期反转脉冲,使器件以小于表面暗电流恢复特征时间的周期在反转与非反转模式之间切换。仿真结果表明,随着周期反转频率的提高,表面暗电流明显减小。当时钟周期为0.2 ms时,平均表面暗电流降低到0.051 nA/cm2,接近反转模式的水平,与理论分析完全一致,验证了周期反转模式的可行性。(本文来源于《光学学报》期刊2008年07期）
暗电流抑制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
分析了背照式CCD的暗电流组成成份及其温度特性,以及暗电流对CCD随机噪声、固定图案噪声(fixed pattern noise,FPN)等性能的影响。提出了根据暗像元信号大小实时自动调整CCD驱动电路的偏压和时序以抑制和稳定暗电流的方法。实验结果表明,该方法在53℃时使暗电流和FPN降低了一个数量级,噪声减小了近50%;在25~53℃的温度范围内维持暗电流变化不超过400e-,CCD噪声变化不超过5e-,FPN的变化不超过150e-,在较高温度下CCD的图像质量得到明显改善。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
暗电流抑制论文参考文献
[1].马晓凯.光通信波段光探测器的暗电流抑制与宽谱高速及大功率响应特性的研究[D].北京邮电大学.2019
[2].陈剑武,张元涛,刘银年.CCD暗电流自动抑制的一种方法[J].科学技术与工程.2015
[3].宋伟清.逐元暗电流抑制的CMOS红外探测器读出电路研究[D].中国科学院研究生院(上海技术物理研究所).2015
[4].宋伟清,周廉,白涛,袁红辉.基于逐元暗电流抑制的红外探测器读出电路研究[J].红外.2015
[5].董明,郭旭光,谭智勇,刘晓艳,郭方敏.太赫兹量子阱探测器的暗电流抑制电路研究[J].激光与红外.2014
[6].黄松垒,张伟,黄张成,方家熊.基于输入失调补偿的暗电流抑制读出电路研究[J].半导体光电.2011
[7].黄松垒,张伟,黄张成,方家熊.基于输入失调补偿的暗电流抑制读出电路研究[C].中国光学学会2010年光学大会论文集.2010
[8].张闻文,陈钱.基于周期反转模式的表面暗电流抑制[J].光学学报.2008