Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Radio frequency/microwave-directed energy sources using wide bandgap SiC photoconductive semiconductors have attracted much attention due to their unique advantages of high-power output and multi-parameter adjustable ability. Over the past several years, benefitting from the sustainable innovations in laser technology and the significant progress in materials technology, megawatt-class output power electrical pulses with a flexible frequency in the P and L microwave wavebands have been achieved by photoconductive semiconductor devices. Here, we mainly summarize and review the recent progress of the high-power photonic microwave generation based on the SiC photoconductive semiconductor devices in the linear modulation mode, including the mechanism, system architecture, critical technology, and experimental demonstration of the proposed high-power photonic microwave sources. The outlooks and challenges for the future of multi-channel power synthesis development of higher power photonic microwave using wide bandgap photoconductors are also discussed.
high-power photonic microwave wide bandgap photoconductive semiconductor devices linear modulation multi-parameter adjustable microwave generation multi-channel power synthesis Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 012501
1 上海大学 材料科学与工程学院,上海 200444
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州215123
基于硅基半导体器件的功放模块, 由于器件本身物理结构特性引起的功放开关时间以及开关时上升沿、下降沿斜率的控制不当, 导致调制邻道功率(Modulation of Adjacent Channel Power, ACP)以及瞬态切换邻道功率(Adjacent channel transient power, ACTP)较差, 从而引起邻道干扰。针对硅基半导体器件功放模块在数字对讲机中的应用, 创造性地提出了一种新的方法, 对功放栅极偏置电路优化, 从理论上分析和推导出功放开关时间以及开关时上升沿、下降沿斜率对ACP以及ACTP的影响, 并在实际应用中通过适当调节对讲机功放模块栅极偏置电路电容以及串联电阻, 实现了功放开关的上升沿以及下降沿斜率调节。实验结果表明: 该方法在不影响功放输出功率以及效率的前提下, 当信道间隔为12.5 kHz时, ACP<-60 dBc,ACTP<-50 dBc, 有效改善了ACP、ACTP的性能, 具有一定的实际意义和应用价值。
硅基半导体器件 数字对讲机 调制邻道功率 瞬态切换邻道功率 偏置电路 silicon based semiconductor devices digital two-way radio modulation of adjacent channel power adjacent channel transient power bias circuit 红外与激光工程
2019, 48(5): 0521005
1 清华大学电子工程系, 北京 100084
2 清华大学材料学院, 北京 100084
植入式电子信息设备已成为生物科学研究及医疗临床应用不可缺少的工具。以植入式光电子器件与系统为主题,介绍了面向生物医疗的各种植入式无源器件和有源器件的材料制备、工艺集成和可植入化策略,分类介绍了植入式光电子器件的能量信息传输方式;并从生物医学的研究和应用入手,介绍了具有代表性的植入式光电子系统。较为全面地阐述了现有的方法和技术,并结合实际应用和生物相容等需求,分析总结了各种技术方案的特点及其未来的发展趋势和面临的挑战。
医用光学 光电子学 半导体器件 植入式光电子器件 光遗传学 荧光探测
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所
2 微系统与太赫兹研究中心,四川 绵阳 621999
因对半导体器件进行安全、快捷、无损伤的辐射效应研究及验证的迫切需求,激光模拟辐射电离效应方法应运而生,并得到了国外科研界的推动和认可。相比于大型地面辐射模拟装置,激光模拟方法具有许多独特优势,可为深入认识半导体器件辐射效应,开展有针对性的抗辐射加固设计提供重要的补充手段,其研究在理论和应用方面均具有重要意义。本文简要叙述了γ射线、激光与半导体器件相互作用产生电离效应的主要机理,归纳了激光模拟的物理基础和主要特点,总结了国内外发展的情况,深入分析了当前研究存在的问题,并提出了开展研究可以采取的手段和方法。最后展望了未来值得进一步探索的研究内容和方向。
半导体器件 辐射电离效应 激光模拟 semiconductor devices ionization radiation effect laser simulation 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(1): 160
1 河北工业大学 电子信息工程学院, 天津 300401
2 杭州之江开关股份有限公司, 浙江 杭州 311200
3 燕山大学 电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004
基于当前的COB封装LED芯片, 分析了芯片的热阻模型, 推导出发光结在理想温度下工作时的基板温度。针对大功率LED存在的散热问题, 基于课题组双进双出射流冲击水冷散热系统, 设计了一种模糊控制器, 选取温度变化和温度变化率为控制输入量, 并对各控制输入量的范围设定进行了说明。根据设计的控制器进行程序编写, 下载到控制芯片中进行实际验证, 在20℃环境温度下, 芯片基板温度最终维持在35.5~36.5℃之间, 保证了灯具正常、稳定工作, 为大功率LED散热系统提供了一种控制器设计方案, 具有一定的实际意义。
半导体器件与技术 模糊控制 射流水冷 大功率LED semiconductor devices and technology fuzzy control cooling water jet high power LED
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院半导体研究所, 北京 100083
MSM(金属-半导体-金属)型光电探测器的较低寄生电容和高带宽的特点使得其应用广泛,可用于空间通信、遥感等多方面,但暗电流偏大仍是制约其发展的重要因素.为此,本文研制了100×100 μm2 面积的InGaAs-MSM光电探测器,通过设计InAlGaAs/InGaAs短周期超晶格和InAlAs肖特基势垒增强结构,将器件暗电流密度降至0.6 pA/ μm2 (5 V偏置),改善了目前同类器件的信噪比.对器件光电参数进行了表征:3dB带宽6.8 GHz,上升沿58.8 ps,1550 nm波段响应度0.55 A/W,光吸收区域外量子效率88%.分析了短周期超晶格和肖特基势垒增强层对暗电流的抑制机理.
半导体器件 光电探测器 暗电流 超晶格 肖特基势垒 Semiconductor devices Photodetectors MOCVD MOCVD Dark current MSM MSM InGaAs InGaAs Superlattices Schottky barrier
燕山大学 电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004
针对大功率LED存在的散热问题,提出了一种双进双出射流水冷散热器,将其与现有射流水冷散热器的散热效果进行对比,并设计了基于射流水冷的大功率LED散热系统实验平台.在散热系统全功率工作条件下,LED底部温度分布均匀,并且保持在32℃左右,表明散热系统具有良好的均温性能和散热性能,满足大功率LED的散热要求.利用极差分析法,得到了水泵和风扇对系统散热效果的影响权重,优化了散热系统的工作功率,得到一组较优的控制水泵和风扇功率的脉冲宽度调制信号.在该组控制信号下,降低了散热系统的功耗,同时保证了系统散热效果,达到了节能目的.
半导体器件与技术 水冷散热系统 大功率LED 数值分析 射流冲击 Semiconductor devices and technology Water cooling systems Light emitting diodes Numerical analysis Jets
着重描述了应用加速器开展半导体器件的单粒子效应实验研究的方法.采用金箔散射法可以降低加速器束流几个量级,从而满足半导体器件单粒子效应实验的要求.研制的弱流质子束流测量系统和建立的质子注量均匀性测量方法解决了质子注量的准确测量问题.实验测得静态随机存取存储器的质子单粒子翻转截面为10-14 cm2·bit-1 量级,单粒子翻转重离子LET阈值为4~8MeV·cm2/mg,重离子单粒子翻转饱和截面为10-7 cm2·bit-1 量级.
加速器 质子 重离子 单粒子效应 半导体器件 accelerator proton heavy ion single event effects semiconductor devices