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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。
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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
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 真空电子技术 > 光电器件、光电管
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