从电荷耦合器件(CCD)的满阱电荷容量和片上放大器的工作电压范围两个方面对器件的节点电荷容量进行了设计, 并推导出输出节点电荷容量设计的优化公式。从公式中可以看出, 输出节点的电荷容量设计除了需要满足CCD信号电荷转移本身所需的容量值以外, 还必须保证节点处的电压变化范围在输出放大器线性工作区域内, 才能使信号电荷能够完整线性地被放大器输出, 从而保证CCD器件整体的非线性和满阱容量性能。因此, 输出节点电荷容量的设计除了需要考虑节点自身的电容外, 还应综合考虑输出放大器相关MOS管的宽长比、阈值电压、工作电压等因素。
电荷耦合器件 输出节点 电荷容量 CCD charge handling capacity sense node
红外与激光工程
2021, 50(7): 20211050
1 无锡工艺职业技术学院机电与信息工程学院，宜兴 214206
2 兰州理工大学计算机与通信学院，兰州 730050
依据功率晶体管电流放大倍数高低温变化率的实际电参数指标要求，利用TCAD半导体器件仿真软件和晶体管原理对其进行深入的分析。结果表明，针对较大测试电流、较高电流放大倍数的功率晶体管，在一定程度上降低发射区掺杂浓度、提高基区掺杂浓度可有效改善电流放大倍数的高低温变化率。并在一定的发射区表面浓度和基区表面浓度下，通过优化发射区结深和基区宽度可满足常温电流放大倍数的指标要求。结合仿真研究结果，通过实际流片，对关键的工艺进行工艺攻关。流片结果表明，采用降低发射区掺杂浓度并提高基区掺杂浓度的工艺方法，电流放大倍数高低温变化率得到有效改善，并能控制其他参数实测值满足设计要求。
晶体管 电流放大倍数 高低温变化率 仿真 transistor current amplification factor change rate of high and low temperature simulation
安阳工学院电子信息与电气工程学院，河南安阳 455000
为了在非线性约束条件下达到最大传输距离所需的最佳发射功率，软件定义光纤接入网是发展的必然趋势。就线这为 STM-16和 STM-64在不同波数（4λ、8λ和 16λ）条件下的商用波分复用无源光网络 （WDM-PON），分别对最大传输距离和最佳传输功率进行了建模分析。该网络模型由标准羊模光纤 SSMF-28、采用1：64的无源光分珞器的远端（RN）、光线珞终端（OLT）和光网络羊元（ONU）组成。为了提高网络利 用率和接收端接收效率，分析了不同波长数和传输距离对高这 WDM-PON系统的性能影口；以节约功耗为目的，在发射功率方面，优化了每一个多波段 PON的功率自置。
下一代光接入网 波分复用无源光网络 功率优化 next generation optical access network wavelength division multiplexing passive optical power optimization
Author Affiliations
Abstract
1 School of Information and Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
2 National Key Laboratory of Science and Technology on Space Microwave, Xi’an 710100, China
3 China Academy of Space Technology (Xi’an), Xi’an 710100, China
4 Aerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China
A sunlight communication system is proposed that uses Sr2Si5N8:Eu2+ phosphors to concentrate sunlight signals in strong background light noise; thus, a wide spectrum sunlight communication system is converted into a narrow spectrum one. A communication method is proposed to enable compression to the dark line H-α (656.28 nm) spectrum. A 50% solar energy conversion efficiency is achieved with a 0.3 μs code delay, a 0.2 μs code rise time (20%–80%), and a 96% optical transmittance. Experimental results show that phosphors enhance the sunlight intensity 1.5 times with the same distance. This method has immense potential in future long-distance sunlight communication.
060.4510 Optical communications 060.2605 Free-space optical communication Chinese Optics Letters
2019, 17(12): 120605
运用半导体二维数值模拟软件sentaurus TCAD, 对基于p型衬底制作的横向抗晕内线转移CCD的弥散特性进行了数值模拟研究, 建立了sentaurus TCAD软件模拟横向抗晕内线转移CCD器件仿真模型, 对影响器件弥散特性的光敏区n型区域、垂直CCD p阱进行了模拟分析。结果表明, 光敏区n型区域注入能量控制在450~550keV, 垂直CCD p阱注入能量控制在200~600keV, 剂量控制在4.0×1012~8.0×1012cm-2, 器件弥散特性最佳。
内线转移CCD 弥散特性 横向抗晕 数值模拟 interline CCD photoelectric characteristics lateral-blooming simulation
降低CCD的转移驱动电压摆幅对于减小器件的功耗有着积极的作用。通过对CCD电荷转移过程的原理进行分析, 建立了CCD转移驱动电压摆幅的仿真模型, 并从势垒注入、多晶硅电极间隙、栅介质层厚度等方面进行了仿真分析, 找出了影响CCD转移驱动电压摆幅的关键因素, 同时利用该模型得到了降低CCD转移驱动电压摆幅的优化条件。最后采用仿真结果进行了流片验证, CCD的驱动电压摆幅由原来的7V降低到了4V, 验证了仿真结果的有效性。
驱动电压 摆幅 仿真 CCD CCD driving voltage swing simulation
1 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 中国电子科技集团公司第44研究所 固体图像传感器事业部, 重庆 400060
为提高铂硅肖特基势垒红外探测器的量子效率, 文章将平坦的铂硅-p型硅金半接触界面设计成光栅结构, 利用光栅耦合激发表面等离子波效应提高铂硅红外探测器光耦合效率.采用严格耦合波分析方法优化了光栅结构参数以及模拟了探测器在等离子共振波长处的电场分布.最后探讨了光耦合效率与铂硅红外探测器量子效率的定量关系, 发现在3~5 μm波段光栅结构的量子效率较平坦结构能提高2倍多, 在波长3 μm和3.4 μm时分别提高294和2.5倍.
铂硅红外探测器 表面等离子波 光栅耦合 量子效率 PtSi infrared detector surface plasma waves grating coupling quantum efficiency
介绍了一种适用于电荷耦合器件(CCD)的静电保护电路.在对该静电保护电路工作原理分析的基础上,通过电路仿真确定了静电保护电路中MOS管的电学参数,再由半导体器件仿真确定了其工艺条件,并按此条件制作了静电保护电路.通过人体模型静电放电试验对该静电保护电路进行测试,结果表明CCD的抗静电能力由原来的不足100V提高到450V.
静电保护电路 设计 CCD CCD ESD protection circuit design
运用半导体二维数值模拟软件sentaurus TCAD, 对内线转移可见光CCD积分过程、读出过程光敏区域电势变化规律进行了数值模拟研究, 建立了sentaurus TCAD软件模拟内线转移CCD器件的仿真模型; 对影响器件电荷容量、抗晕性能的纵向抗晕p阱浓度、结深进行了模拟分析, 得出p阱浓度应控制在(2.5~5.5)×1016cm-3, 结深应控制在5.5~6.5μm的结论。
内线转移CCD 光电特性 纵向抗晕 数值模拟 interline transfer CCD photoelectric characteristics vertical-blooming simulation
