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微光探测量子效应器件测试及读出研究

作　者: 韩建强
导　师: 郭方敏
学　校: 华东师范大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 微光光电探测器读出电路探测阵列噪声探测率灰度图
分类号: TN15
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 6次
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内容摘要

一种77K工作的新型微光量子效应光电探测器偏压为-1.5V时暗电流为1.45×10-13A,光照功率为0.86nW(已经减去背景光1.55nW)时响应电流为1.13nA,响应率为1.32A/W,信噪比大于77.8dB。首先测试得到了新型微光量子效应光电探测器的低温器件特性：探测器的I-V特性、响应率、动态范围、动态阻抗等光电特性参数。结果显示探测器反向偏置时开启电压0.8V,偏压-1.5V,探测器响应率大于20A/W,探测器在工作偏压-1.5±0.5V范围内可以达到较佳的性能。2×8微光量子效应光电探测器分别与CTIA和自积分读出电路对接,并测试阵列的低温特性,获得了积分时间、探测器偏压等工作条件与响应率、噪声和探测率等阵列关键参数及其相互关系,CTIA读出电路注入效率大于99%,读出电路与探测器对接后的线性度为99.5%。分析了新型量子效应光电探测器阵列与读出电路对接的匹配工作点,测试结果表明：光照功率为88.86nW,积分时间为30μs,探测器偏置电压为1.5V,CTIA结构读出2×8微光量子效应光电探测器的平均噪声1.04mV,平均输出电压0.93V,平均电压响应率1.05×107V/W,平均探测率7.48×109cm.Hz1/2.W-1积分时间1.0ms时,自积分结构读出2×8微光量子效应光电探测器的平均噪声为0.25mV,平均输出电压为0.725V,平均电压响应率为8.16×106V/W,平均探测率为1.33×1010cm.Hz1/2.W-1。最后应用常规数据采集方案,对2×8微光量子效应光电探测器阵列进行显示研究,配合通讯研究生的软件编程,得到了2×8微光量子效应光电探测器阵列灰度图。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
第一章绪论  9-11
  1.1 论文研究背景  9
  1.2 论文研究内容和创新点  9-11
    1.2.1 论文研究内容  9-10
    1.2.2 论文特色和创新点  10-11
第二章微光量子效应光电器件测试与分析  11-19
  2.1 响应电流  11-13
  2.2 响应率  13-14
  2.3 探测率  14-16
  2.4 信噪比和动态阻抗  16-19
第三章读出电路与器件对接测试与分析  19-41
  3.1 CTIA读出电路与器件对接测试分析  20-32
    3.1.1 测试电路  20-22
    3.1.2 读出电路测试分析  22
    3.1.3 线性度  22-23
    3.1.4 注入效率  23-24
    3.1.5 动态范围  24-26
    3.1.6 器件与电路对接测试  26-32
  3.2 自积分读出电路与器件对接测试  32-35
  3.3 CTIA与自积分结构读出对比  35-41
    3.3.1 CTIA与自积分读出特性  35-37
    3.3.2 串扰抑制  37-41
第四章数据处理与显示  41-47
  4.1 数据采集  41-43
  4.2 测试结果  43-45
  4.3 信号匹配  45-47
第五章结论和改进  47-48
附录Ⅰ  48-49
附录Ⅱ  49-51
参考文献  51-55
后记  55

微光探测量子效应器件测试及读出研究

内容摘要

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