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新型量子效应光电器件阵列读出设计与测试研究

作　者: 叶宇诚
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: 量子效应光电探测器读出设计 CTIA 自积分读出测试
分类号: TN15
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

新型量子效应光电探测器具有暗电流小、光电转换效率高等优点,需要对应设计专用的读出电路。论文根据新型探测器的特点,设计研究了具有倒空读出功能的电容反馈互导放大(CTIA)读出电路、自积分读出电路和增益可调CTIA读出电路。利用光学平台和自动采样测试系统,测试不同电路对器件的读出效果,并进行比较分析。结果表明,设计的CTIA读出电路有较高的注入效率,在88nW辐照强度下达到96.92%,设计的自积分读出电路的注入效率相对较小,在88nW辐照强度20μs积分时间下只有61.28%；倒空读出方式有效得提高了CTIA电路和自积分电路对探测器响应的读出能力,对CTIA电路读出性能的提高更明显,在88nW辐照强度下,倒空读出的CTIA电路和自积分电路对器件响应读出能力分别提高了126.59%和39.99%；增益可调CTIA读出电路在弱背景辐照下能以大增益模式工作,在强背景辐照能以小增益模式工作而不易饱和,积分时间增长到200μs时仍然没有饱和。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-14
  1.1 量子效应光电探测器  11
  1.2 CMOS读出电路  11-13
  1.3 课题研究意义  13
  1.4 研究方法  13
  1.5 论文特点  13-14
第二章器件特性与分析  14-18
  2.1 器件的I-V特性  14-15
  2.2 探测器响应率  15-16
  2.3 工作点分析  16
  2.4 量子存储效应  16-18
第三章读出设计与测试  18-41
  3.1 CTIA读出设计与测试  18-27
    3.1.1 CTIA电路原  18-20
    3.1.2 倒空读出设计  20-22
    3.1.3 器件与电路阵列测试  22-27
      3.1.3.1 测试系统  22
      3.1.3.2 测试过程  22-24
      3.1.3.3 读出性能分析  24-27
  3.2 自积分读出设计与测试  27-36
    3.2.1 自积分电路原  28-30
    3.2.2 倒空读出设计  30-32
    3.2.3 自积分读出测试  32-36
      3.2.3.1 测试方法  32
      3.2.3.2 自积分读出测试  32-36
      3.2.3.3 自积分倒空读出测试  36
  3.3 增益可调CTIA读出电路测试  36-39
    3.3.1 电路原理  36-37
    3.3.2 CTIA电路增益研究  37-38
    3.3.3 实验方法  38
    3.3.4 结果与分析  38-39
  3.4 小结  39-41
第四章总结展望  41-42
参考文献  42-45
致谢  45-46
附录Ⅰ  46-47
附录Ⅱ  47-52

新型量子效应光电器件阵列读出设计与测试研究

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