射频/微波MEMS Shunt开关的开启时间研究

本文描述了射频／微波MEMS shunt开关的理论模型和数值结论.把可动薄膜的运动近似地模拟为作用在可动薄膜上的变静电力、弹力及空气阻力的单自由度阻尼振动.给出了典型MEMS shunt开关开启时间的数学表达式及数值计算值.根据可动膜厚、材料和几何结构参数不同,得到了典型的MEMS shunt开关的开启时间大约为1~40 μs.其计算值同文献[4]的值相符得很好.本文还讨论了该理论模型和数值计算的局限性.     

MEMS悬臂式开关的失效分析

介绍了一种表面微机械系统开关,悬臂材料为Au/SiOxNy/Au铬金作为电欧姆接触.用静电激励(激励电压为13 V)方式,测试其隔离度.获得结果为微机械开关在1～40 GHz的范围内隔离度可高达35 dB.我们采用对开关施加激励方波脉冲的方法测试寿命.结果寿命接近105,应用ANSYS对几种不同的MEMS射频接触悬臂开关模型进行了力电耦合分析和失效机理.     

InGaAs/InP雪崩光电探测器异质结结构优化分析

根据一个吸收层、电荷层和倍增层分立结构(SACM)的InGaAs/InP雪崩光电探测器,减薄电荷层的厚度而引入渐变层,保持材料与厚度不变,改进成吸收层、电荷层、过渡层与倍增层分立结构(SAGCM)的雪崩光电探测器,优化了吸收层与倍增层间材料的异质结结构.采用APSYS软件对其能带结构、电场分布以及暗电流和1.55μm的脉冲光响应电流、增益等进行仿真与计算.对比两种器件的性能,结果分析表明,改进后的器件获得更低的穿通值电压,降低探测器在低偏压下的漏电流,同时得到更大的增益.     

低维异质结构光存储单元的等效电路建模及模型

通过新型量子点-量子阱混合异质结构的光存储单元的实际测试结果进行了等效电路建模,运用模型描述响应电流与偏置电压以及器件电容与偏置电压之间的关系.将该新型光子存储器件的实验数据与建模仿真结果进行了对比,发现两者能较好地吻合,从而验证了等效电路模型的正确性.该模型用于实现对该光存储器件器响应信号的匹配读出,对该类型光电器件读出电路的研究具有指导作用.     

甚长波量子阱红外探测器光耦合性能

从实验、测试和计算结果出发,运用有限时域差分法(FDTD)和传统的模式扩展(MEM)理论,研究甚长波量子阱红外探测器(QWIP)几种衍射光耦合的表面近场效应和光耦合效率,重点考察QWIP 45°面边耦合、光栅耦合QWIP结构、光栅尺寸、工艺条件的变化对QWIP相关性能的影响.实验与计算结果证明,合理地设计二维光栅,进行甚长波QWIP光耦合,可以获得有效的光耦合效果.     

GaAs/InGaAs量子点探测器件微光读出研究

GaAs/InGaAs量子点光电探测器,在633 nm激光辐射3.5 nW条件下,器件偏压-1.4 V时,测得响应电流8.9×10-9A,电流响应率达到2.54 A/W,量子注入效率超过90%。基于GaAs/InGaAs量子点光电探测器的高量子注入效率、高灵敏度等特点,采用具有稳定的电压偏置,高注入效率和低噪声特点的CTIA(电容互阻跨导放大器)作为列放大器读出结构,输出部分采用相关双采样(CDS)结构去除系统和背景噪声。实验结果表明,在3.5 nW的微光辐射下,器件偏压为-2.5 V时,50μm×50μm像素探测器与读出电路互联后有7.14×107V/W的电压响应率。     

2×8低噪声InGaAs/InP APD读出电路设计

对In0.53Ga0.47As/InP雪崩光电二极管（APD）探测器进行了特性分析。以大阵列研究为基础,结合器件特性设计了一个2×8低噪声读出电路（ROIC）,电路主要由电容反馈互阻放大器（CTIA）和相关双采样（CDS）电路单元构成,并对读出电路的时序、积分电容等进行了设计。电路采用0.6μm CMOS工艺流片,芯片面积为2 mm×2 mm,电荷存储能力为5×107个,功耗小,噪声低,设计达到预期要求。     

光电传感器读出电路的参数可调控制研究

基于电容反馈互导放大器和相关双采样结构的读出电路原理,分析了电路中控制信号的时序关系,设计了参数可调的时序控制电路.应用Cadence进行电路仿真和版图设计优化,通过流片、测试,证明参数可调的时序控制电路能有效调节参数,易于控制,适用于具有该读出结构的读出电路.     

压控式毫米波MEMS移相器的可动薄膜

介绍了采用金、铝硅合金等金属分别用作压控式RF MEMS开关阵列--移相器的可动薄膜,实验表明金的延展性比较好,弹性比铝硅合金稍差,启动电压较高.相比较含硅4%的轻质量铝硅合金具有较低的启动电压(5V),用该弹性膜制备的21桥压控式开关阵列--毫米波移相器的下拉电压为20V时,相移量可达到370°/3.5mm以上(35GHz),并能在不同的控制电压下根据要求改变相移量,其传输损耗为55～90°/dB,比金可动膜结构要高.     

微控器件的MEMS结构仿真与纳米材料应用研究

对新型微纳流控结构进行了分析,对相关材料进行了改进设想,对引入纳米多孔材料加以性能改善进行了基础性研究,并给出了实体照片反映其生长机理;从功能理解角度对有限元分析软件之分析原理、分析进程、运行机理进行了分析,并给出了相关模拟结果.