PN结对交流信号相位的影响(续)

当1个交流小信号被1个PN结和1个大电容分压,且该电容的电容值远大于PN结电容时,大电容两端的电压与PN结电容成正比,该信号的相位与PN结的电阻以及信号的频率有关.把PN结当作1个电容和1个电阻并联,可定性解释该信号的相位与PN结正向电阻、与加在PN结两端的直流反向偏压、在零直流偏压下与交流信号频率的关系.     

PN结对交流信号相位的影响

交流小信号被PN结和电容分压，且电容值远远大于PN结电容值时，大电容两端的电压是很小的交变电压，该信号的相位与PN结的内阻(正向)有关．把PN结当做一个电容和一个电阻并联，可定性解释这种关系．     

GaN发光二极管表观电容极值分析

利用正向交流(ac)小信号方法对GaN发光二极管的电容-电压特性进行测量,可以观察到GaN发光二极管中的负电容现象。正向偏压越大,测试频率越低,负电容现象越明显。测量到的负电容现象是表象,不存在负电容;提出GaN发光二极管p-n结的结电容在特定的正向电压范围内等效于可变电容。分析可变电容对正向交流小信号响应得到:特定参数的可变电容使结电容电流相位落后于交流小信号电压相位π/2,使得在测量中表现为负电容。发现表观电容-正向电压曲线的极值点与理论模型相吻合,证明了该理论模型的正确性。     

GaN发光二极管的负电容现象

采用串联等效电路分析了较大正向电压下半导体二极管的交流电学特性．由此可以同时测量结电容和串联电阻,并能判断二极管是否有界面层。首次发现了在较低的测试频率和较大的正向电压下,GaN二极管的结电容具有负值,并且测试频率越低,正向偏压越大,负电容现象越显著。这种负电容效应可能与大正向电压下强注入造成的电子-空穴复合发光有关。     

紫外至远红外宽波段辐射测试仪

随着激光及红外技术日益广泛的应用,需要解决从紫外、可见光至远红外的激光及其它光源或辐射场强度测量的问题.本文介绍一种新研制的宽光谱响应的探测器及以此探测器和二次仪表组成的测试仪.此测试仪经鉴定认为是国内第一台宽波段、高灵敏度、数字显示的、量热式的测试仪,它能用于连续辐射动率和脉冲辐射能量测量. 一、辐射吸收体 辐射吸收体是量热式探测器的核心.为了能适应激光测量的要求,应研究一种新的吸收体结构,使它既具有面吸收效应器件灵敏度高的优点,又具有体吸收效应器件耐强辐射的性能. 辐射吸收体的材料,要求几何尺寸稳定,能进…     

PN结型器件在交流小信号下的电容特性

GaN基发光二极管(LED)是典型的PN结型器件,本文以GaN-LED为例,系统阐述了PN结在交流小信号下的电容特性;首次区分、定义了‘电压区间',并阐明了不同‘电压区间'对电容起贡献的机制.指出:小电压下,PN结电容主要由耗尽层电容贡献,随电压几乎不发生变化;过渡区,PN结电容主要由扩散电容贡献,随电压近e指数增加.这些特性与经典Shockley理论一致.大电压下,PN结电容变为负值.精确分析负电容特性后,总结出了负电容随电压和频率的精确变化关系式.负电容的实验结果难以被经典Shockley的扩散电容理论解释,但为Hess教授的《Advanced Theory of Semiconductor Devices》提供了有力的实验基础,将为半导体器件物理的发展起到推动作用.     

利用温变电容特性测量发光二极管结温的研究

结区的温度, 简称结温, 是发光二极管(LED) 的重要参数之一, 它对LED 器件的出光效率、光色、器件可靠性和寿命均有很大影响, 准确测量LED 器件的结温对制备LED 芯片、器件封装和应用有着重要的意义. 本文利用反向偏压下的LED的势垒电容随温度变化的特性, 提出了一种LED结温测量的新方法. 论文首先测量和分析了LED在室温下反向偏压时的电容-电压(C-V)曲线和不同反向偏压下的电容-温度(C-T)曲线, 结果表明, 在合适的偏压下, LED的电容随温度的增大而显著增加, 并呈现良好的线性关系. 在LED工作中监测其电容的变化, 并与C-T曲线进行对比, 实现了LED结温的测量, 其测量结果和传统的正向电压法的结果相对比, 两者符合较好. 最后, 利用上述方法测量了LED 在恒流和恒压条件下的结温的实时变化过程. 较传统的结温测量方法, 本方法的优点在于只须要一次定标测量, 且可实现LED在任意电压和电流下的结温测量.     

基于静电力偏移的弱静电场测量

本设计利用微型弹簧支撑膜静电场传感器在微弱静电场下会发生微弱位移变化的原理制作而成.首先利用函数信号发生器驱动传感器的支撑膜振动,并将该传感器放入微弱静电场中,支撑膜的振动平衡位置受静电场力作用将发生改变,利用激光光点反射放大法测量平衡位置的微小变化,从而获得微弱静电场的强度.通过测量由两圆形金属板构成的1 V/mm微弱静电强,当传感器处于平行板的中心位置时,测量结果相对误差小于3%.     

基于dc SQUID直接读出磁通锁定环路仿真研究

直流超导量子干涉仪(dc SQUID)结合读出电路可以测量微弱磁场信号,设计合理可用的读出电路是弱磁检测的关键技术之一.在这项研究中,改善了磁通锁定环路(flux-locked loop,简称FLL),进行了基于dc SQUID直接读出FLL仿真,利用PSPICE可直观地仿真系统的动态特性,通过仿真研究了影响直接读出FLL性能的关键参数,这些参数包括偏置电流、结电容、结电阻和反馈电阻以及反馈回路对系统输出的影响,对于高性能的FLL设计具有很大的参考价值.     

采用短相干光数字全息术实现反射型微小物体的三维形貌测量

针对反射型微小物体，设计了一种可在三维形貌测量中实现微小物体分层记录的短相干光源无透镜傅里叶变换数字全息记录系统，并利用该系统对锥形微孔壁实现了分层记录.该系统可通过调节待测物体的位置，改变全息记录中的物光光程，从而获得重构三维物体所需要的一系列子全息图.该系统具有光路简洁，系统的附加误差小的特点.实验测量的轴向误差约为3.5%，横向误差约为2.6%.此外，在三维重构的过程中，为避免因散斑噪声较大而无法利用位相信息进行三维重构的情况，采用了最小二乘多项式拟合方法，将微小物体的一系列再现强度图像进行三维重构.由于避免了复杂的相位展开，所以不但运算简单，而且具有较强的抗散斑噪声能力.     

基于LabVIEW的微小电容测量

针对电容层析成像技术中的微小电容测量的问题,以数字相敏检波原理为基础,LabVIEW软件及NI采集卡为核心设计了微小电容测量系统。LabVIEW程序控制NI采集卡产生激励信号加在微小电容两端,C/V转换电路将其转换为电压信号,NI采集卡将采集的电压信号传送到PC机中,并在LabVIEW程序中通过数字相敏检波算法对数据进行处理及显示。最终,通过对数据进行线性化,得到相应的测量电容值。实验结果表明,该系统具有精度高,线性度好,稳定性好等优点,可以满足电容层析成像系统中对微小电容的测量的要求。     

发光二极管负电容与复合发光关系

利用正向交流(ac)小信号方法对发光二极管(LED)的电容-电压特性进行测量,可以观察到发光二极管中的负电容现象。通过对复合发光机理和发光二极管p-n结进行分析,得到了发光二极管在特定的正向电压范围内,由于发光概率复合急剧变化出现了＜0的现象;当＜0时,分析发光二极管结电容在正向偏压下对交流小信号的响应得到发光二极管表观电容的电流相位落后交流小信号电压相位,发光二极管表观电容表现为一个负电容。首次得到了发光二极管负电容与复合发光的关系表达式。     

锁相放大器在介电测量中的应用

锁相放大器具有灵敏度高、抗干扰性强的优点,已成为微弱信号检测的有力工具.它不仅同一般交流电压表一样可以测量信号电压的振幅,而且可以测量信号电压相对于参考电压的相位.也就是说,锁相放大器可以测量矢量电压.我们将锁相放大器的这一特点用于测定介质样品的复阻抗,进而确定样品的损耗、等效电阻、等效电容和介电常数. 与电桥相比,用锁相放大器测量样品的复阻抗有如下优点:1.抗干扰能力强,异于信号频率的杂散信号不容易干扰被测系统;2.大多数电桥只有一个或两个固定的测量频率,而锁相放大器一般都可以在较宽的频率范围内应用.例如,我们用…     

单电子晶体管通断图及其分析

通过研究单电子晶体管在电路中的静电能量的变化,得到了它的阻塞、导通情况与其两端偏压和控制栅压之间的关系,从而给出了它的通断图.并且发现单电子晶体管的对外特性主要由其对外的总电容决定;而单电子岛两个隧道结电容的不同主要反映在通断图上由隧道结电容所决定的晶体管阻塞、导通边界线上,这两条边界线同时也与外电路有关 关键词： 单电子晶体管 库仑阻塞 隧穿     

固体电解质双电层电容静电容量的测定

固体电解质双电层电容器是新近崛起的很有发展前途的电化学器件.它可具有远远超过其它电容的特大静电容量,而自身体积却很小,它可作为二次贮能元件,具有电池和电容器的双重功能,广泛应用于贮能、记忆积分和长时间定时等方面.我们在实验室用价格低廉,化学性能稳定,具有 10-3-10-4(Q·cm)-1中等离子电导率的固体电解质材料制作了静电容量为0.1F、几何尺寸为 φ13mm×6mm的固体双电层电容器.本文对其充、放电特性和静电容量测量进行深讨. 测量固体电解质双电层电容器的方法一般为恒流沽和恒压法.实测结果表明,这种电容具有一定量的脑电流,具有…     

硅太阳能电池的调制载流子红外辐射动态响应与参数分析

建立了调制激光诱发硅太阳能电池的少数载流子密度波数学模型,并利用光致载流子辐射检测掺杂浓度、阻抗及载流子输运参数. 对频域响应曲线中的双弯曲效应进行了研究,构建了小交流信号作用的太阳能电池等效电路拓扑结构,仿真分析了不同掺杂浓度、阻抗电阻和载流子传输参数对频响曲线拐点的影响. 通过光致载流子辐射频域扫描实验与多参数拟合检测了单晶硅太阳电池的施/受主浓度、并联电阻和载流子输运参数. 结果表明：光致载流子辐射技术检测大面积太阳能电池频响曲线的双弯曲是由电容效应所引起的,建立的数学模型可定量描述和预测检测结果,并用于测量太阳能电池的掺杂浓度、电阻和载流子输运参数. 关键词： 调制自由载流子辐射 扫频检测 PN结电容 参数测量     

一种RDS实验装置的计算机系统

<正> 一、引言喇曼差分光谱学(Raman Difference Spectroscopy 简称 RDS)是七十年代初发展起来的一门实验技术,它要求通过一定的实验手段,在一次波长扫描过程中同时记录下两个或多个样品的喇曼光谱,并将这些谱图进行差减。这种方法在测量喇曼谱线的微小频移量方面特别有效,可大大提高仪器的测量精度毫.国外对 RDS 已有较多的研究,相比之下,国内对此却研究得甚少.据     

基于小波变换技术的荧光光纤温度传感器研究

提出了一种荧光光纤温度测量系统.采用双光路双通道测量方式以及化学镀膜和热处理工艺相结合的微小荧光探头制作技术,在研究微弱信号的检测和处理技术的基础上,选用小波变换技术对荧光信号进行消噪处理.系统的温度实验、标定实验和重复性实验.结果表明该系统具有较高的准确度和温度分辨能力.     

利用电容微小变化测量空气相对湿度

空气相对湿度变化会引起环境的感应电容产生微小变化,而对于品质因数较高的谐振电路,在其谐振状态下,电容微小变化会导致信号幅值的明显变化.利用这些特性,设计出一种测量装置,根据信号幅值变化得到空气相对湿度.该装置结构简单,测量精度高,反映迅速,可以用于教学及演示,并且具有较高的商业推广价值.     

基于小波变换技术的荧光光纤温度传感器研究

提出了一种荧光光纤温度测量系统.采用双光路双通道测量方式以及化学镀膜和热处理工艺相结合的微小荧光探头制作技术,在研究微弱信号的检测和处理技术的基础上,选用小波变换技术对荧光信号进行消噪处理.系统的温度实验、标定实验和重复性实验.结果表明该系统具有较高的准确度和温度分辨能力.