单芯片集成紫外探测器及其读出电路设计
[Abstract]:At present, the UV detectors in the market generally have the disadvantages of low responsivity, poor UV selectivity, low quantum efficiency, large noise and poor detection ability of weak optical signals. Based on the existing silicon-based detectors in the laboratory, According to the characteristics of CMOS technology and based on the physics of semiconductor devices, the principle of UV detector is studied in order to improve the sensitivity of UV detector, enhance the selectivity of UV detector, and reduce the noise of UV detector. At the same time, the possibility of the system integrating UV detector is revealed, which provides a new idea for single chip integrated UV detector system. By studying the theoretical knowledge of typical multi-anode UV photodiode and analyzing its simulation data, the UV detector is optimized and improved. Finally, a kind of UV-IR complementary UV detector which can be used in single-chip integrated UV-IR detector is obtained, and the photoelectric detector with high responsivity, high selectivity and low noise is realized. Based on the structure of the traditional UV detector, a new UV-IR complementary structure UV detector is added to realize the current compensation. In the infrared range, the response of the ultraviolet detector is much smaller than that of the infrared detector, in order to make the detector realize the detection function. The response of the UV detector to the infrared and visible light information must be the same as that of the infrared detector in this band. This paper makes AUV/AIR=15 realize this requirement by adjusting the area ratio of the two detectors. The TCAD simulation results show that the new detector has low dark current, high UV response speed and high UV selectivity. The results of TCAD simulation by Silvaco software show that the detector has low dark current, high UV response speed and high UV selectivity. In this paper, the CMOS readout circuit technology for the new UV detector is further studied, and a low power readout circuit structure matching with the detector is designed. The readout circuit adopts folding common-source common-gate operational amplifier. The calculation process of each parameter index of readout circuit is introduced in detail, and the input offset voltage, common mode rejection ratio and power supply rejection ratio are discussed in detail. The simulation results show that the circuit has good performance such as high precision, low noise and so on. In this paper, a novel ultraviolet detector and its readout circuit are designed by using the standard 0.5 渭 m CMOS process, and the monolithic integration of the detector and the circuit is realized. Finally, the test work of the detection system is completed.
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN23
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 李慧蕊;新型紫外探测器及其应用[J];光电子技术;2000年01期
2 高国龙;用倒置结构制作太阳盲紫外探测器[J];红外;2001年09期
3 高;大光谱带宽太阳盲紫外探测器[J];红外;2002年11期
4 白谢辉,杨定江;半导体紫外探测器技术进展[J];激光与红外;2003年02期
5 龚海梅,李向阳,亢勇,许金通,汤英文,李雪,张燕,赵德刚,杨辉;Ⅲ族氮化物紫外探测器及其研究进展[J];激光与红外;2005年11期
6 吕惠民;陈光德;苑进社;;电极形状与紫外探测器灵敏度关系的研究[J];光子学报;2006年07期
7 应承平;刘红元;王建峰;;紫外探测器光谱响应及噪声测量装置[J];宇航计测技术;2008年01期
8 王锐;宋克非;;高精度紫外探测器辐射定标系统[J];光学精密工程;2009年03期
9 孙权社;陈坤峰;李艳辉;;叠加法测量紫外探测器非线性的技术研究[J];光学学报;2009年07期
10 邵秀梅;陈郁;陈新禹;;高精度紫外探测器定标测试方法[J];航天器环境工程;2010年02期
相关会议论文 前10条
1 孙权社;李艳辉;王建峰;;提高紫外探测器非线性测量动态范围的技术研究[A];第十二届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2008年
2 李慧蕊;;新型的紫外探测器及其应用[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
3 徐自强;李燕;谢娟;陈航;王恩信;邓宏;;半导体紫外探测器及其研究进展[A];四川省电子学会传感技术第九届学术年会论文集[C];2005年
4 陈君洪;杨小丽;;紫外通信中探测器的研究[A];2008年激光探测、制导与对抗技术研讨会论文集[C];2008年
5 季振国;杜鹃;范镓;王玮;孙兰侠;何作鹏;;溶胶-凝胶提拉法制备日盲型紫外探测器[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
6 王兰喜;陈学康;王云飞;郭晚土;吴敢;曹生珠;尚凯文;;纳米金刚石薄膜紫外探测器研究[A];中国真空学会2008学术年会论文集[C];2008年
7 姜文海;陈辰;李忠辉;周建军;董逊;;GaN MSM型紫外探测器[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
8 楼燕燕;王林军;张明龙;顾蓓蓓;苏青峰;夏义本;;CVD金刚石紫外探测器[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
9 陈君洪;杨小丽;;紫外光通信中几种探测器的比较研究[A];中国电子学会第十五届电子元件学术年会论文集[C];2008年
10 黎大兵;孙晓娟;宋航;蒋红;缪国庆;陈一仁;李志明;;GaN基紫外探测器材料与器件研究[A];第十二届全国MOCVD学术会议论文集[C];2012年
相关重要报纸文章 前1条
1 王蔚;比一粒米还小,“紫外探测器”可随时报辐射强度[N];新华每日电讯;2007年
相关博士学位论文 前10条
1 周东;4H-SiC雪崩紫外单光子探测器的研究[D];南京大学;2014年
2 张峰;4H-SiC基紫外探测器减反射膜的设计、制备及应用[D];厦门大学;2008年
3 谢峰;Ⅲ族氮化物半导体可见光盲及日盲紫外探测器研究[D];南京大学;2012年
4 谷学汇;聚合物表面修饰对紫外探测器性能影响的研究[D];吉林大学;2014年
5 张敏;低维半导体纳米材料紫外光电性能的研究[D];吉林大学;2015年
6 张海峰;Zr_xTi_(1-x)O_2固溶体基紫外光电探测器的研制[D];吉林大学;2012年
7 张军琴;宽禁带半导体MSM结构紫外探测器的研究[D];西安电子科技大学;2009年
8 陈斌;碳化硅MSM紫外探测器结构优化与温度特性研究[D];西安电子科技大学;2012年
9 解艳茹;TiO_2基光电探测器的制备与性能研究[D];山东大学;2014年
10 张昊翔;硅基GaN薄膜材料及紫外探测器原型器件研究[D];浙江大学;2001年
相关硕士学位论文 前10条
1 戴文;纳米ZnO基紫外探测器的制备与性能研究[D];浙江大学;2015年
2 裴生棣;基干氧化锌的p-n结紫外探测器[D];兰州大学;2015年
3 石宇辰;TiO_2与SnO_2空心纳米粒子的制备及其在自供能紫外探测器中的应用[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 盛拓;氧化镓薄膜光电导日盲紫外探测器的研制[D];电子科技大学;2015年
5 杨炅浩;4H-SiC PIN紫外探测器的研究[D];西安电子科技大学;2014年
6 韩孟序;GaN基p-i-n紫外探测器性能研究[D];西安电子科技大学;2014年
7 汪涵;单芯片集成紫外探测器及其读出电路设计[D];湘潭大学;2015年
8 张宣妮;紫外预警成像紫外探测器[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2006年
9 赵春雷;氧化锌基紫外探测器的制备与研究[D];吉林建筑工程学院;2010年
10 王培利;ZnO紫外探测器的研究[D];电子科技大学;2008年
,本文编号:2471824
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2471824.html