光電耦合器噪聲測試技術(shù)與可靠性噪聲表征研究.pdf

1、本文在詳細分析光電耦合器電學特性和低頻噪聲的基礎(chǔ)上，進行了噪聲用于光電耦合器可靠性表征方法的研究。取得了以下研究結(jié)果： 1、設(shè)計并制作了一套適用于現(xiàn)有常見軍用光電耦合器噪聲測試偏置盒，與虛擬儀器的半導體器件低頻噪聲測試系統(tǒng)連接，構(gòu)成半導體光電耦合器的低頻噪聲測試系統(tǒng)。實驗驗證表明若以通用儀器組建的測試系統(tǒng)為基準，本文測試系統(tǒng)的相對誤差小于5％。 2、本文在深入研究發(fā)光二極管工作原理及1/f噪聲載流子數(shù)漲落理論和遷移率漲落

2、理論的基礎(chǔ)上，建立了發(fā)光二極管的電性能模型及1/f噪聲模型。通過對模型研究發(fā)現(xiàn)N<,t<,LID>>(界面態(tài)陷阱密度)和擴散電流比率是影響發(fā)光二極管性能的重要因素，并與器件可靠性有密切關(guān)系。而低頻1/f噪聲可表征N<,t<,LID>>和擴散電流比率。在輸入電流寬范圍變化的條件下測量了器件的電學噪聲，實驗結(jié)果與理論模型符合良好。本文還證明了發(fā)光二極管噪聲幅值越大，電流指數(shù)越接近于2，器件可靠性越差，失效率則顯著增大。 3、在發(fā)光二

3、極管模型的基礎(chǔ)上，研究光電耦合器可靠性噪聲表征。通過所建立光電耦合器電學模型和噪聲模型，發(fā)現(xiàn)表征光電耦合器可靠性的重要表征參量CTR與低頻1/f噪聲之間定性的關(guān)系。β<,I<,e>>(f)接近1表明器件中的噪聲主要為擴散1/f噪聲，N<,t<,LID>>和晶體管中的N<,t<,1>>、N<,t<,2>>應(yīng)較??；反之β<,I<,e>>(f)接近2，則以復合1/f噪聲為主，N<,t<,LID>>和晶體管中的N<,t<,1>>、N<,t<,2