金刚石半导体器件的研究进展

金刚石因其优异的物理化学特性,被视为下一代电力电子器件的终极材料,金刚石半导体器件的制备受到了科研工作者的广泛关注。文章对金刚石基二极管、开关器件和边缘终止效应等方面的研究成果进行了概述。着重阐述了金刚石半导体器件的电学特性,尤其是,在500 ℃高温条件下得到高正向电流密度,阻断能力大于10 kV,并展现出长程稳定性的肖特基势垒二极管;在金属半导体场效应晶体管与金属氧化物半导体场效应晶体管上制得阻断电压超过2 kV的开关器件。同时,针对加工技术带来的表面缺陷,详细讨论了金刚石器件的表面终止技术和缺陷对器件性能的影响,并展望了金刚石半导体在肖特基势垒二极管及场效应晶体管等领域的应用前景。     

酞菁铜薄膜光电晶体管的制备与特性

无机光敏器件难于做成大面积光电传感器,且其生产成本高、工艺复杂,而有机光敏器件多采用二极管或平面场效应三极管结构,导致光电流增益小或驱动电压较大.针对这些问题,提出一种新的器件结构.采用真空蒸镀和溅射的方法,制备了结构为氧化铟锡(ITO)/酞菁铜(Cu Pc)/铝(Al)/酞菁铜(Cu Pc)/铜(Cu)的有机光电晶体管.对器件的光电特性进行了测试分析,结果显示晶体管的I-V特性表现出显著的不饱和特性和光敏特性.当发射极集电极偏压为3 V时,器件无光照时电流放大系数为16.5,当625 nm光照射时的电流放大系数为266.2.     

主结边缘电阻区对高压功率快恢复二极管特性的影响

针对高压功率快恢复二极管的过流关断失效问题,设计了3种主结边缘电阻连接区.为了分析其失效机理,采用仿真工具Sentaurus TCAD,对场屏蔽阳极二极管结构的过流关断进行仿真,重点研究不同电阻连接区对器件关断过程的影响。研究结果表明:电阻连接区结构不同可以引发器件不同位置的烧毁,而当电阻连接区增加到一定长度时,可以有效避免器件烧毁.     

特高频反向电流对结构参数分析与设计

对基于反向电流对(oppositely directed currents,ODCs)技术的特高频(ultra-high frequency,UHF)近场(near field)射频识别(radio frequency identification,RFID)阅读器天线的结构参数对两单元上电流分布的影响进行了深入的研究.天线的激励单元长度与工作频率给定时,寄生单元长度和两单元间距决定了天线两单元上电流相位差.当寄生单元的长度与两单元间距之间达到某一对应关系时,两单元上形成反向电流.在进行反向电流对设计时,天线的结构参数影响天线周围磁场分布,可根据实际所需要的磁场及识别区域的大小,灵活选择寄生单元的长度及其对应的单元间距.当两单元间距较小时,寄生单元长度取λ/2为宜;当两单元间距较大时,寄生单元长度的取值范围也较大.最终给出两组设计实例验证了该设计方法的合理性.     

ADIC-1通用电路分析程序

<正> 电路分析程序是研制和设计大规模集成电路和电线路必不可少的先进手段。ADIC—1通用电路分析程序是建立在中型计算机上的大型电路分析程序,能分析由线性或非线性电阻、电容、电感、互感、四种受控源、二极管、双极晶体管、结型场效应管、MOA管和独立电源等元件组成的任意分立或集成电路。程序内建有二极管、双极晶体管、结型场效应     

多管微分负阻器件的实现理论

在晶体管网络直流分析的理论基础上,微分负阻器件的电路合成法实现理论的系统研究在八十年代取得了重大进展。但是,上述工作都只针对电路中仅含两只晶体管的情形。这类电路中所含电阻较多,阻值偏大,电阻与电阻间的阻值偏离甚多。若从实用考虑,将这类器件集成为单片形式,则不论从提高负阻器件的高频特性或从集成工艺考虑,都应尽量减少电阻数目和电阻值。针对上述问题,本文探讨了多管负阻器件的实现。第一部分论证了多管网络呈现微分负阻特性的充分条件,以定理1.1的形式给出。第二部分中给出了多管微分负阻双口的四个实现定理和一个统一算法。     

按比例缩小器件栅隧穿电流分析模型

为了揭示半导体器件的栅隧穿电流与氧化层厚度之间的关系和MOS器件的静态特性,提出了一个栅隧穿电流与氧化层厚度关系的理论计算模型.采用SiO₂作为绝缘层介质并将晶体管尺寸按比例缩小,对于具有超薄氧化层的MOS器件,使用双重积分的方法构造计算模型,利用HSPICE对MOS器件的特性进行了详细研究,定量分析了MOS器件的工作情况,预测了在栅隧穿电流的影响下按比例缩小晶体管的特性变化趋势.利用BSIM4模型进行仿真的结果与所提出的理论模型相符合,为将来的电路设计提供了理论和实验依据.     

DC/DC电源模块可靠性的研究

对当前较广泛应用的DC/DC电源模块这一多芯片组件(MCM)的可靠性进行了研究.通过对模块使用可靠性的统计,利用ANSYS软件对模块表面温度分布的模拟得出影响其可靠性的关键器件为垂直双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管(VDMOS)和肖特基势垒二极管(SBD).使用以器件参数退化为基础的恒定电应力、序进温度应力加速寿命试验方法分别获得VDMOS和SBD的失效敏感参数为VDMOS的跨导gm和SBD的反向漏电流IR;VDMOS和SBD的平均寿命分别为1.47×107h和4.3×107h.分析表明,这2种器件参数的退化均与器件的Na+沾污和Si-SiO2界面的退化有关,同时SBD的参数退化还与Al-Si界面的退化有关.     

开关磁阻调速电动机的功率变换器设计

结合某三相开关磁阻调速电动机样机,介绍了开关磁阻调速电动机功率变换器的设计方法．先给出功率变换器主电路网络的数学模型,再进行非线性数字仿真,兼顾起动和额定运行状态,提出功率主开关和续流二极管电流与电压定额的计算公式,以确定开关器件的定额．该方法也适用于其它类型的开关磁阻调速电动机功率变换器设计．此外,还提出一种绝缘栅双极晶体管的驱动电路．     

关于MESFET—DH激光器单片集成的研究

本文从半导体激光器和场效应晶体管的工作原理出发,考虑两种器件的相容性、在半绝缘GaAs衬底上设计了以MESFET激励DH激光器的单片集成结构,并成功的用液相外延技术,在SI-GaAs单晶片上制作了实验性的这种光一电子集成器件,对集成元件进行了测试,并讨论了集成结构设计和制作工艺中的几个重要问题。     

采用新型元器件的PWM变频调速装置研制

本装置采用大功率晶体管模块与大规模集成芯片ＨＥＦ—４７５２并用单片机控制，组成异步机的ＰＷＭ调速系统，简化了系统的结构，提高了系统的可靠性。     

垂直结构ZnO薄膜晶体管制备与工作特性

针对目前发表的氧化物薄膜晶体管的研究成果中,存在着驱动电压高,工作电流小的问题,制备了垂直结构的氧化锌薄膜晶体管.器件制备是以石英玻璃为衬底,采用磁控溅射工艺,以氧化锌薄膜为有源层.测试结果表明,制备的晶体管驱动电压低、工作电流大、载流子迁移率高.在偏压条件VGS为0.2 V,VDS为3 V时,漏源极电流IDS达到9.15 mA,开启电压Vth仅在1.35 V左右,可以作为有机发光二极管的驱动单元,具备了实用化特性.     

超快脉冲电路的研制及应用

设计一种用雪崩晶体管产生皮秒高压脉冲的纯电子学电路,该电路由雪崩三极管线路和雪崩二极管脉冲成形电路组成.三极管线路产生幅度为5 kV、半峰全宽为6 ns的高压斜坡电脉冲,该脉冲经二极管脉冲成形电路后,产生幅度为2.5 kV、半峰全宽为230 ps的皮秒高压脉冲信号.将该信号用于行波分幅相机作为MCP的选通脉冲,测得相机的曝光时间为80 ps.     

沈海电厂200MW机组励磁系统及自动化装置改造分析

沈海电厂1#、2#发电机组均为20世纪90年代初期哈尔滨电机厂制造的QFSN-200-2型机组,针对设备陈旧,发电机励磁系统及自动装置存在老化、运行不稳定等问题,经过多方调研、论证,近年来分别对2台机组的励磁调节器和自动准同期装置进行了设备更新改造.将2台分离元件的励磁调节器改为微机80C196励磁调节器;将晶体管集成电路ZZQ-3A型自动准同期装置改为80C196微机自动准同期装置.同时对改造后的微机励磁调节器、微机自动准同期装置及两者之间在自动控制上的联系作以简要分析.     

Design and Realization of Schottky Barrier Didoes in 130nm CMOS Process

A polysilicon separated CMOS Schottky barrier diode is designed and tested in this study.By replacing the shallow trench isolation(STI)of a ploy ring,the series resistances of Schottky diodes are reduced,leading to an improvement in cut-off frequencies.The device structure is detailed and a device model is developed.Our analysis on the device shows that the cut-off frequency increases with the decreasing of the Schottky contact area.Based on this observation,the Schottky contact area is set to0.38×0.38μm~2,which is the minimum contact diffusion area allowed by the process flow.The distance between the anode and the cathode is also discussed.Diodes with different dimensions are fabricated and measured.Through extensive measurements,the optimum dimensions are obtained.Bondpads with a reduced area are used to improve the measurement accuracy.The measurement results show that these diodes can achieve a cut-off frequency of 1.5 THz.Thus,it is possible to use these diodes in THz detection.     

Studying the operation characteristics and structure of vertical channel copper-phthalocyanine organic semiconductor transistor

The creation of Au/CuPe/Al/CuPc/strueture is a perpendicular type electricity found in the channel of organic static induction transistor. In the following we analyze transistor operation characteristics and machine structural relation. The results express that the transistor drives the voltage low and has no-saturation currentvoltage characteristics. Its operation characteristics are dependant on gate bias voltage and the construction of the aluminum eleetrode. The vertical ehannel of organic static induction transistor （OSIT） , with structure of Au/CuPc/Al/CuPc/ Cu, has been determined. According to the test results, the relation of its operation characteristics aud device structure was analyzed. The results show that this transistor has a low driving voltage and unsaturation Ⅰ-Ⅴ characteristies. Its operation characteristics are dependant on gate bias voltage and the structure of the aluminum electrode.     

Bidirectional current path recessed gate tunnel field-effect transistor

The structure asymmetry of the conventional tunneling transistor makes it only able to have a unidirectional current path, which will cause the inconvenience of circuit design. In order to overcome this shortcoming, a novel recessed gate tunnel field-effect transistor with high performance is proposed in this paper and verified by silvaco TCAD software. The effects of process parameters such as doping concentration and geometry dimension on the energy band and properties of the device are analyzed. Simulation results show that the I_on／I_off ratio can reach 5×10⁶ at a 05V driving voltage and the minimum subthreshold swing of 12mV／dec at the 01V gate to source voltage. In general, this device has a large switching ratio and a very steep subthreshold slope under a low drive voltage. It is expected that this novel device can be one of the promising alternatives for ultra-low power applications.     

使用PSD设计非接触测距传感器及其性能分析

ＰＳＤ是一种新型的半寻体光电位置敏感器件，采用它和半导体激光器基于三角测量原理构成的测距传感器具有广阔的应用开发前景．本文详细地介绍了ＰＳＤ器件的特性，阐述了消除其暗电流和外界杂散光影响的ＰＳＤ检测电路原理，研究了设计传感器所涉及的问题，并分析了影响传感器性能的因素．