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異質結光晶體管器件的設計及工藝基礎研究

發(fā)布時間:2024-07-05 18:28
  低噪聲高信噪比的光電探測器已廣泛應用于通信、遙感、天文觀測、醫(yī)學成像、國土安全、無損檢測等弱光信號檢測領域。其中異質結光電晶體管(HPTs)與主流的弱光信號探測器PIN光電二極管(PIN-PDs)和雪崩光電二極管(APDs)相比,它可以在無雪崩噪聲的情況下提供較大的內(nèi)部增益,并且能在低偏置電壓下以線性方式工作,因此得到了廣泛的關注,甚至在某些領域具有超越PIN-PDs和APDs的潛力。與發(fā)射區(qū)基區(qū)面積比為1的異質結光電晶體管相比,發(fā)射區(qū)縮小的異質結光晶體管具有更高的光學增益。為了定量地描述器件發(fā)射區(qū)基區(qū)面積比與光增益之間的關系,并找出器件面積比的最佳取值,我們通過推導得到了光增益與面積比的表達式,并給出了光增益隨器件面積比的變化曲線。在此基礎上,考慮到Ga As基材料的外延和器件工藝都相對成熟,我們首先設計了5組Ga As基的不同面積比HPTs器件,測試其輸出特性,并對數(shù)值分析結果進行驗證。結果顯示,測試得到的實驗值與理論推導得到的變化曲線擬合的較好,兩者都證實了面積比越小的器件光增益越大。面積比為0.0625的器件具有最高的光學增益,比面積比為1的器件的光學增益大兩個數(shù)量級。然而,面...

【文章頁數(shù)】:135 頁

【學位級別】:博士

【部分圖文】:

圖1.1商業(yè)化光電探測器

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圖1.2光纖通信系統(tǒng)的原理圖

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圖1.3光電接收器的原理圖

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圖1.4光電探測器分類圖

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第1章緒論5圖1.4光電探測器分類圖Figure1.4Classificationdiagramofphotodetectors分類中的光子探測器的工作原理又可以再細分為兩大類分別是基于外光電效應的探測器和基于內(nèi)光電效應的探測器(WuandLuo,2018)。內(nèi)光電效應可分為光電....



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