碲镉汞红外探测器暗电流特性的参数提取研究

发布时间：2017-10-16 13:25

  本文关键词：碲镉汞红外探测器暗电流特性的参数提取研究

  更多相关文章： 碲镉汞(MCT) 暗电流 RV拟合算法 参数提取

【摘要】：碲镉汞(HgCdTe)红外探测器被广泛应用于红外探测系统,可以工作在1-3,3-5和8-14μm的大气窗口。现在HgCdTe器件的性能水平还难以满足军用和民用技术发展的需要。为了很大程度地提高HgCdTe器件的性能,就得需要使其中的暗电流降低。针对HgCdTe器件的I-V特性,进行定量分析研究,获得会很大程度上影响器件性能的有关参数,这样就可以对暗电流形成的物理机理进行分析研究是很有必要的。本文主要是通过解析模型进行模拟分析,提出一种数据处理方式对I-V数据转换为R-V进行拟合计算,提取了相关参数,并通过开发使用软件对其进行分析处理,具体内容如下：1.RV拟合算法大致可以分为三部分,分别是数据转换和处理,初值确定,和整体拟合实现。拟合算法中所使用的暗电流机制包括了扩散电流机制,产生复合电流机制,陷阱辅助隧穿机制以及直接隧穿电流机制。本文具体地介绍了算法的实现过程：在数据转换和处理中,本文使用多项式拟合对数据进行光滑处理；在初值确定中,本文利用暗电流物理机制特性分段R-y曲线,然后使用Levenberg-Marquardt算法分段拟合提取整体拟合的初值；最后,使用坐标轮换法(包含一维搜索法)多变量整体拟合R-V曲线。2.为了方便处理测试实验数据,本文通过使用VC编程把RV拟合算法开发为RV拟合软件。软件功能包括单组数据拟合,变温拟合和变结面积拟合。通过使用RV拟合软件,本文对长波HgCdTe光伏探测器在不同温度和不同结面积下的暗电流特性进行研究。本文通过对实际器件的R-V特性曲线的拟合计算,获得了器件物理参数随温度的变化规律,并获得了长波HgCdTe光伏器件的基本物理参数,为提高器件性能提供参考。
【关键词】：碲镉汞(MCT) 暗电流 RV拟合算法 参数提取
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN215
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 红外探测技术简介8-11
• 1.2 碲镉汞红外探测器11-13
• 1.2.1 碲镉汞材料的特点11-12
• 1.2.2 碲镉汞红外探测器的发展趋势12-13
• 1.3 碲镉汞红外探测器理论分析的方法和模型13-15
• 1.4 本论文的主要研究内容15-16
• 第2章 RV拟合算法实现过程16-32
• 2.1 暗电流机制16-22
• 2.2 RV拟合算法实现22-31
• 2.2.1 数据转换与处理23-24
• 2.2.2 初值确定24-27
• 2.2.3 整体拟合实现过程27-31
• 2.2.4 RV拟合算法流程图31
• 2.3 本章小结31-32
• 第3章 RV拟合软件设计及应用32-48
• 3.1 软件设计32-38
• 3.1.1 数据结构32-33
• 3.1.2 功能结构33-38
• 3.2 应用和讨论38-46
• 3.2.1 R-V拟合结果与分析38-44
• 3.2.2 参数提取的结果与分析44-46
• 3.3 本章小结46-48
• 第4章 总结48-49
• 附录 本文使用的物理常量及Hg_(1-x)Cd_xTe材料基本参数49-50
• 参考文献50-53
• 致谢53

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本文编号：1042919